JP5527377B2 - Flame retardant and inorganic-organic composite flame retardant composition - Google Patents

Flame retardant and inorganic-organic composite flame retardant composition Download PDF

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Description

本発明は、難燃剤および無機−有機複合難燃性組成物に関する。   The present invention relates to a flame retardant and an inorganic-organic composite flame retardant composition.

近年、電子材料、建築材料などの分野では、難燃材料が広く用いられている。難燃材料は、通常、樹脂に難燃剤を配合して調製されており、このような難燃剤としては、ハロゲン系化合物、三酸化アンチモン、リン系化合物、無機水酸化物(水和金属化合物等)が知られている。
ハロゲン系化合物、三酸化アンチモンは、オゾン層の破壊や、ダイオキシンの発生につながるなど、環境に与える影響が懸念されることから、近年、その使用が規制されつつある。リン系化合物は、単価が高く、製造コスト増を招来することから、その使用が敬遠されている。
一方で、無機水酸化物は、比較的燃えにくいという性質を有している上、安価であること、環境に優しいことなどから、難燃剤として特に有用であると考えられている。
In recent years, flame retardant materials have been widely used in fields such as electronic materials and building materials. Flame retardant materials are usually prepared by blending a flame retardant with a resin. Examples of such flame retardants include halogen compounds, antimony trioxide, phosphorus compounds, inorganic hydroxides (hydrated metal compounds, etc.) )It has been known.
The use of halogenated compounds and antimony trioxide has been restricted in recent years because there are concerns about the impact on the environment such as destruction of the ozone layer and generation of dioxins. Phosphorus compounds are refrained from their use because of their high unit cost and increased production costs.
On the other hand, inorganic hydroxides are considered to be particularly useful as flame retardants because they have the property of being relatively incombustible and are inexpensive and environmentally friendly.

しかし、無機水酸化物を難燃剤として用いる場合、有機系難燃化合物と同等の難燃効果を得るためには、有機系難燃剤と比較して多量に配合しなければならない。このため、高分子材料と無機水酸化物との親和性を改善することが極めて大切である。こうした観点から無機水酸化物に対する表面改質処理法が多く行われている。
表面改質処理方法のうち、最も汎用されているものの1つとして、無機水酸化物の表面を有機化合物でコーティングする方法がある。この方法では、無機水酸化物表面に対する有機化合物の接着性が重要となってくる。
官能基を有する無機水酸化物では、その官能基(水酸基など)と反応し得る置換基を有する化合物、例えば、シランカップリング剤などを使用することによって強固なコーティング層が形成できる(特許文献2:特開昭61−275359号公報、特許文献3:特開昭63−258958号公報)。
However, when an inorganic hydroxide is used as a flame retardant, it must be blended in a larger amount than an organic flame retardant in order to obtain the same flame retardant effect as an organic flame retardant compound. For this reason, it is extremely important to improve the affinity between the polymer material and the inorganic hydroxide. From such a viewpoint, many surface modification treatment methods for inorganic hydroxides have been performed.
One of the most widely used surface modification treatment methods is a method of coating the surface of an inorganic hydroxide with an organic compound. In this method, the adhesion of the organic compound to the inorganic hydroxide surface becomes important.
In an inorganic hydroxide having a functional group, a strong coating layer can be formed by using a compound having a substituent that can react with the functional group (such as a hydroxyl group), such as a silane coupling agent (Patent Document 2). : JP-A 61-275359, Patent Document 3: JP-A 63-258958).

しかし、上記表面処理を施した無機水酸化物からなる従来の難燃剤は、下記のような各種問題点を依然として有している。
(1)電気的性質における問題点
無機水酸化物自体が高い誘電率を有するため、多量に無機水酸化物を添加することで成形品の誘電率を増加させる。
無機水酸化物の分散性が不十分であり、これを改善するためにコロイダルシリカ等の分散剤を添加する必要があるが、その添加によっても成形品の誘電率が増大する。
無機水酸化物を添加することで耐マイグレーション性、絶縁信頼性が低下する。
(2)機械的性質における問題点
樹脂との親和性が不十分な無機水酸化物を多量に添加すると、成形品が脆くなる。
無機水酸化物の分散性が不十分であるため、樹脂に無機物を高充填しにくい。
However, the conventional flame retardant comprising the inorganic hydroxide subjected to the surface treatment still has various problems as described below.
(1) Problems in electrical properties Since the inorganic hydroxide itself has a high dielectric constant, the dielectric constant of the molded product is increased by adding a large amount of the inorganic hydroxide.
The dispersibility of the inorganic hydroxide is insufficient, and in order to improve this, it is necessary to add a dispersant such as colloidal silica, but the addition also increases the dielectric constant of the molded product.
Migration resistance and insulation reliability are reduced by adding inorganic hydroxide.
(2) Problems in mechanical properties When a large amount of inorganic hydroxide having insufficient affinity with the resin is added, the molded product becomes brittle.
Since the dispersibility of the inorganic hydroxide is insufficient, it is difficult to highly fill the resin with an inorganic substance.

(3)耐酸・アルカリ性における問題点
無機水酸化物はその種類によっては、もともと耐酸・アルカリ性が低いという性質を有している。そのため、難燃剤として無機水酸化物を添加した組成物は、耐酸・アルカリ性が不十分になる。なお、電子材料用用途では、耐酸性は、エッチング処理時に欠かせない性質である。
(4)熱的性質における問題点
無機水酸化物の分散性が不十分であり、これを改善するために分散剤の添加や、無機物表面処理剤の使用により、耐熱性が低下する。
(5)難燃効果における問題点
無機水酸化物の樹脂に対する分散性が不十分であり、樹脂中へ高充填することが難しく、充分な難燃性を付与できない。
難燃効果は無機水酸化物の比表面積に比例するため、樹脂中で十分に分散せず凝集した状態では、難燃効果が低下する。
無機水酸化物の分散性が不十分であり、これを改善するために分散剤の添加や、無機物表面処理剤の使用により、難燃性が低下する。
(3) Problems in acid resistance and alkali resistance Depending on the type of inorganic hydroxide, it originally has the property of low acid resistance and alkali resistance. Therefore, the composition to which an inorganic hydroxide is added as a flame retardant has insufficient acid resistance and alkali resistance. In addition, in applications for electronic materials, acid resistance is an essential property during etching processing.
(4) Problems in thermal properties The dispersibility of the inorganic hydroxide is insufficient, and the heat resistance is lowered by the addition of a dispersant or the use of an inorganic surface treatment agent to improve this.
(5) Problems in flame retardancy The dispersibility of the inorganic hydroxide with respect to the resin is insufficient, it is difficult to fill the resin in a high amount, and sufficient flame retardancy cannot be provided.
Since the flame retardant effect is proportional to the specific surface area of the inorganic hydroxide, the flame retardant effect is reduced when the resin is not sufficiently dispersed in the resin and agglomerated.
The dispersibility of the inorganic hydroxide is insufficient. In order to improve this, the addition of a dispersant or the use of an inorganic surface treatment agent lowers the flame retardancy.

以上のように、成形品の機械的性質、電気的性質、化学的性質の悪化などを考慮すると、無機水酸化物の樹脂に対する充填量には限度があり、必要とする難燃性を十分に発揮させることが難しい。   As described above, considering the deterioration of mechanical properties, electrical properties, chemical properties, etc. of molded products, there is a limit to the amount of inorganic hydroxide that can be filled in the resin, and sufficient flame retardancy is required. It is difficult to demonstrate.

特開平5−230279号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-230279 特開昭61−275359号公報JP 61-275359 A 特開昭63−258958号公報JP-A 63-258958

本発明は、このような事情に鑑みなされたものであり、樹脂中に高充填した場合でも、高分散し、得られた成形品の電気的性質、機械的性質等の悪化を抑制し得る難燃剤、およびこの難燃剤と有機樹脂とを含んで構成される無機−有機複合難燃性組成物を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such circumstances, and even when the resin is highly filled, it is difficult to highly disperse and to suppress deterioration of electrical properties, mechanical properties, and the like of the obtained molded product. It aims at providing the inorganic-organic composite flame-retardant composition comprised including a flame retardant and this flame retardant and organic resin.

本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、所定のカルボジイミド基含有有機層を無機水酸化物表面に形成してなる難燃剤が、樹脂中に高充填した場合でも高分散し、得られる成形品の電気的性質の低下(誘電率の増加、耐マイグレーション性の低下)、機械的性質の低下(脆くなる)、および熱的性質の低下を抑制し得、成形品に十分な難燃性を付与できることを見出し、本発明を完成した。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have found that a flame retardant formed by forming a predetermined carbodiimide group-containing organic layer on the surface of the inorganic hydroxide is highly filled in the resin. Highly dispersed, can suppress deterioration of electrical properties (increased dielectric constant, migration resistance), mechanical properties (become brittle), and thermal properties It was found that sufficient flame retardancy can be imparted to the present invention and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は、
[1] 無機水酸化物と、この無機水酸化物表面に化学結合されたカルボジイミド基含有有機層とを備え、前記カルボジイミド基含有有機層が、式(1)で示されるカルボジイミド基含有化合物、および式(2)で示されるカルボジイミド基含有化合物の少なくとも1種からなることを特徴とする難燃剤、
(X1m−Z−[A−(R1−N=C=N)n−R1−NCO]l (1)
(X1m−Z−[A−(R1−N=C=N)n−R1−A−Z−(X23l (2)
〔式中、R1は、イソシアネート化合物からの残基を表し、X1およびX2は、互いに独立して水素原子、ハロゲン原子、不飽和構造を含んでいてもよい炭素数1〜20アルキル基、炭素数6〜20アリール基、炭素数7〜20アラルキル基、または炭素数1〜20アルコキシ基を表し、X1およびX2が複数の場合、それらは互いに同一でもそれぞれ異なっていてもよく、Zは、互いに独立してケイ素原子またはチタン原子を表し、Aは、イソシアネート基由来の結合を含む2価以上の有機基を表し、mおよびlは、1〜3、かつ、m+l=4を満たす整数を表し、nは、1〜100の整数を表す。〕
[2] 分散媒としてテトラヒドロフランを用いたときの、表面未処理無機水酸化物の粒子径分布の標準偏差(A1)と、前記カルボジイミド基含有有機層を備えた無機水酸化物の粒子径分布の標準偏差(A2)が、下記式を満たす[1]の難燃剤、
(A2)/(A1)≦1.0
[3] 分散媒としてテトラヒドロフランを用いたときの、表面未処理無機水酸化物の体積平均粒子径(M1)と、前記カルボジイミド基含有有機層を備えた無機水酸化物の体積平均粒子径(M2)とが、下記式を満たす[1]の難燃剤、
(M2)/(M1)≦1.0
[4] 分散媒としてpH7の水を用いたときの、表面未処理無機水酸化物の粒径分布の標準偏差(A3)と、前記カルボジイミド基含有有機層を備えた無機水酸化物の粒径分布の標準偏差(A4)とが、下記式を満たす[1]の難燃剤、
(A4)/(A3)>1.0
[5] 分散媒としてpH7の水を用いたときの、表面未処理無機水酸化物の体積平均粒子径(M3)と、前記カルボジイミド基含有有機層を備えた無機水酸化物の体積平均粒子径(M4)とが、下記式を満たす[1]の難燃剤、
(M4)/(M3)>1.0
[6] 前記式(1)で示されるカルボジイミド基含有化合物の末端イソシアネート基の少なくとも1つが、イソシアネート基と反応性を有する官能基で封止されている[1]の難燃剤、
[7] 前記イソシアネート基と反応性を有する官能基が、水酸基、1級もしくは2級アミノ基、カルボキシル基、またはチオール基である[6]の難燃剤、
[8] 前記無機水酸化物が、体積平均粒子径1nm〜100μmの粒子である[1]〜[7]のいずれかの難燃剤、
[9] 前記カルボジイミド基含有有機層が、親油性である[1]〜[8]のいずれかの難燃剤、
[10] [1]〜[9]のいずれかの難燃剤と、有機樹脂とを含んで構成されることを特徴とする無機−有機複合難燃性組成物、
[11] 前記難燃剤が、有機樹脂に対して15質量%以上含まれる[10]の無機−有機複合難燃性組成物、
[12] 当該組成物1g中に含まれる前記難燃剤の総表面積が2000cm2以上である[10]または[11]の無機−有機複合難燃性組成物
を提供する。
That is, the present invention
[1] An inorganic hydroxide and a carbodiimide group-containing organic layer chemically bonded to the surface of the inorganic hydroxide, wherein the carbodiimide group-containing organic layer is a carbodiimide group-containing compound represented by formula (1), and A flame retardant comprising at least one carbodiimide group-containing compound represented by formula (2),
(X 1) m -Z- [A- (R 1 -N = C = N) n -R 1 -NCO] l (1)
(X 1) m -Z- [A- (R 1 -N = C = N) n -R 1 -A-Z- (X 2) 3] l (2)
[Wherein, R 1 represents a residue from an isocyanate compound, and X 1 and X 2 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may contain an unsaturated structure. Represents a C 6-20 aryl group, a C 7-20 aralkyl group, or a C 1-20 alkoxy group, and when X 1 and X 2 are plural, they may be the same as or different from each other; Z represents a silicon atom or a titanium atom independently of each other, A represents a divalent or higher valent organic group containing a bond derived from an isocyanate group, m and l satisfy 1 to 3 and m + 1 = 4 An integer is represented, and n represents an integer of 1 to 100. ]
[2] When tetrahydrofuran is used as a dispersion medium, the standard deviation (A 1 ) of the particle size distribution of the untreated inorganic hydroxide and the particle size distribution of the inorganic hydroxide provided with the carbodiimide group-containing organic layer The standard deviation (A 2 ) of [1] satisfies the following formula:
(A 2 ) / (A 1 ) ≦ 1.0
[3] When tetrahydrofuran is used as a dispersion medium, the volume average particle diameter (M 1 ) of the surface untreated inorganic hydroxide and the volume average particle diameter of the inorganic hydroxide provided with the carbodiimide group-containing organic layer ( M 2 ) satisfies the following formula: [1] flame retardant,
(M 2 ) / (M 1 ) ≦ 1.0
[4] When using pH 7 water as a dispersion medium, the standard deviation (A 3 ) of the particle size distribution of the surface untreated inorganic hydroxide, and the inorganic hydroxide particles comprising the carbodiimide group-containing organic layer The flame retardant of [1], wherein the standard deviation (A 4 ) of the diameter distribution satisfies the following formula:
(A 4 ) / (A 3 )> 1.0
[5] Volume average particle diameter (M 3 ) of surface untreated inorganic hydroxide and pH average inorganic hydroxide provided with the carbodiimide group-containing organic layer when pH 7 water is used as a dispersion medium [1] flame retardant having a diameter (M 4 ) satisfying the following formula:
(M 4 ) / (M 3 )> 1.0
[6] The flame retardant according to [1], wherein at least one terminal isocyanate group of the carbodiimide group-containing compound represented by the formula (1) is sealed with a functional group having reactivity with the isocyanate group,
[7] The flame retardant according to [6], wherein the functional group having reactivity with the isocyanate group is a hydroxyl group, a primary or secondary amino group, a carboxyl group, or a thiol group.
[8] The flame retardant according to any one of [1] to [7], wherein the inorganic hydroxide is particles having a volume average particle diameter of 1 nm to 100 μm.
[9] The flame retardant according to any one of [1] to [8], wherein the carbodiimide group-containing organic layer is lipophilic.
[10] An inorganic-organic composite flame retardant composition comprising the flame retardant according to any one of [1] to [9] and an organic resin,
[11] The inorganic-organic composite flame retardant composition according to [10], wherein the flame retardant is contained in an amount of 15% by mass or more based on the organic resin.
[12] The inorganic-organic composite flame retardant composition according to [10] or [11], wherein the flame retardant contained in 1 g of the composition has a total surface area of 2000 cm 2 or more.

本発明の難燃剤は、無機水酸化物表面が所定のカルボジイミド基含有有機層で覆われているから、有機樹脂および有機溶媒との親和性および分散性に優れ、また有機樹脂とカルボジイミド基が化学反応を起こす為、強固な結合ができる。このため、この難燃剤を、有機樹脂中に高充填した場合でも、得られる成形品の機械的強度の低下や、耐マイグレーション性等の電気的性質の低下などを抑えることができる。
また、本発明の難燃剤は、有機樹脂および有機溶媒に対する分散性に優れているから、分散剤を併用しなくともよく、従来品のように分散剤に起因する誘電率の増加や、耐熱性、難燃性の低下を防ぐことができる。
このように、本発明の難燃剤を用いれば、その添加量を増やしても、得られる成形品の物理的、電気的、熱的、化学的性質の低下を抑制し得るから、難燃性および熱膨張率の低下などの様々な無機水酸化物添加効果を成形品に効果的に付与することができる。
The flame retardant of the present invention is excellent in affinity and dispersibility with an organic resin and an organic solvent because the inorganic hydroxide surface is covered with a predetermined carbodiimide group-containing organic layer, and the organic resin and the carbodiimide group are chemically A strong bond is possible because of the reaction. For this reason, even when this flame retardant is highly filled in an organic resin, it is possible to suppress a decrease in mechanical strength of the obtained molded product and a decrease in electrical properties such as migration resistance.
In addition, since the flame retardant of the present invention is excellent in dispersibility in organic resins and organic solvents, it is not necessary to use a dispersant in combination with an increase in dielectric constant caused by the dispersant as in conventional products, and heat resistance. , Flame retardant deterioration can be prevented.
Thus, if the flame retardant of the present invention is used, even if the amount of addition is increased, the physical, electrical, thermal, and chemical properties of the resulting molded article can be suppressed from decreasing. Various inorganic hydroxide addition effects such as a reduction in the coefficient of thermal expansion can be effectively imparted to the molded article.

以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明に係る難燃剤は、無機水酸化物と、この無機水酸化物表面に化学結合された所定のカルボジイミド基含有有機層とを備えている。
本発明における無機水酸化物としては、特に限定されるものではなく、例えば、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化ニッケル、水酸化クロム、水酸化鉄、水酸化銅等が挙げられるが、難燃剤として汎用され、入手が容易であることから、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウムを用いることが好ましい。特に、汎用的に難燃剤として使用されている水酸化マグネシウムおよび/または水酸化アルミニウムを用いることが好適である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The flame retardant according to the present invention includes an inorganic hydroxide and a predetermined carbodiimide group-containing organic layer chemically bonded to the surface of the inorganic hydroxide.
The inorganic hydroxide in the present invention is not particularly limited. For example, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, potassium hydroxide, calcium hydroxide, nickel hydroxide, chromium hydroxide, iron hydroxide, hydroxide Although copper etc. are mentioned, it is preferable to use aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, potassium hydroxide, and calcium hydroxide because it is widely used as a flame retardant and is easily available. In particular, it is preferable to use magnesium hydroxide and / or aluminum hydroxide which is generally used as a flame retardant.

無機水酸化物の形状としては、組成物の用途によっても異なるため一概には規定できないが、組成物中における無機水酸化物の分散性、組成物の成形性および比表面積に比例するという難燃性向上効果(「高分子の難燃化技術」(シーエムシー出版))等を考慮すると、体積平均粒子径1nm〜100μm、好ましくは10nm〜50μm、より好ましくは20nm〜30μmの粒子であることが好適である。   Although the shape of the inorganic hydroxide differs depending on the use of the composition, it cannot be specified unconditionally, but it is flame retardant that is proportional to the dispersibility of the inorganic hydroxide in the composition, the moldability of the composition, and the specific surface area. In view of the effect of improving the property (“polymer flame retardant technology” (CMC Publishing)), etc., the volume average particle diameter is 1 nm to 100 μm, preferably 10 nm to 50 μm, more preferably 20 nm to 30 μm. Is preferred.

本発明におけるカルボジイミド基含有有機層は、カルボジイミド基含有化合物を含んで構成される。
この場合、カルボジイミド基含有化合物は、カルボジイミド基を有するものであれば制限はなく、例えば、下記式(I)で表される化合物を用いることができる。
OCN−(R1−N=C=N)n−R1−NCO (I)
(R1はイソシアネート化合物からの残基を、nは1〜100の整数を表す。)
The carbodiimide group-containing organic layer in the present invention includes a carbodiimide group-containing compound.
In this case, the carbodiimide group-containing compound is not limited as long as it has a carbodiimide group, and for example, a compound represented by the following formula (I) can be used.
OCN- (R 1 -N = C = N) n -R 1 -NCO (I)
(R 1 represents a residue from an isocyanate compound, and n represents an integer of 1 to 100.)

式(I)で表されるカルボジイミド基を有する化合物(以下、単に「カルボジイミド化合物」ということがある)は、有機ポリイソシアネート化合物からイソシアネートのカルボジイミド化を促進する触媒の存在下で得ることができる。具体的には、例えば、特開昭51−61599号公報に開示されている方法や、L. M. Alberinoらの方法(J. Appl. Polym. Sci., 21, 190 (1990) )、特開平2−292316号公報に開示されている方法等によって製造可能なカルボジイミド化合物を挙げることができる。
式(I)で示されるカルボジイミド化合物の重量平均分子量は、一般的に200〜100,000程度であるが、有機樹脂および有機溶媒への分散性を考慮すると、500〜50,000が好ましい。
A compound having a carbodiimide group represented by the formula (I) (hereinafter sometimes simply referred to as “carbodiimide compound”) can be obtained from an organic polyisocyanate compound in the presence of a catalyst that promotes carbodiimidization of isocyanate. Specifically, for example, the method disclosed in JP-A-51-61599, the method of LM Alberino et al. (J. Appl. Polym. Sci., 21, 190 (1990)), JP-A-2- The carbodiimide compound which can be manufactured by the method etc. which are indicated by 292316 gazette can be mentioned.
The weight average molecular weight of the carbodiimide compound represented by the formula (I) is generally about 200 to 100,000, but 500 to 50,000 is preferable in consideration of dispersibility in an organic resin and an organic solvent.

カルボジイミド化合物の製造に用いられる有機イソシアネート化合物としては、例えば、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートとの混合物、粗トリレンジイソシアネート、粗メチレンジフェニルジイソシアネート、4,4',4''−トリフェニルメチレントリイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ヘキサメチレン−1,6−ジイソシアネート、リジンジイソシアネート、水添メチレンジフェニルジイソシアネート、m−フェニルジイソシアネート、ナフチレン−1,5−ジイソシアネート、4,4'−ビフェニレンジイソシアネート、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3'−ジメトキシ−4,4'−ビフェニルジイソシアネート、3,3'−ジメチルジフェニルメタン−4,4'−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等が挙げられ、これらは1種単独でまたは2種以上の混合物として用いることができる。これらの中でも、反応性や樹脂への分散性等を考慮すると、4,4'−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、ヘキサメチレン−1,6−ジイソシアネート、m−テトラメチルキシリレンジイソシアネート、4,4'−ジシクロヘキシルメタンジイソシアネートが好適である。   Examples of the organic isocyanate compound used in the production of the carbodiimide compound include 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate, m-tetramethylxylylene diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, 2, A mixture of 4-tolylene diisocyanate and 2,6-tolylene diisocyanate, crude tolylene diisocyanate, crude methylene diphenyl diisocyanate, 4,4 ′, 4 ″ -triphenylmethylene triisocyanate, xylene diisocyanate, hexamethylene-1, 6-diisocyanate, lysine diisocyanate, hydrogenated methylene diphenyl diisocyanate, m-phenyl diisocyanate, naphthylene-1,5-diisocyanate, 4,4'-biphenylene diiso Anate, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 3,3′-dimethoxy-4,4′-biphenyl diisocyanate, 3,3′-dimethyldiphenylmethane-4,4′-diisocyanate, isophorone diisocyanate, etc. The species can be used alone or as a mixture of two or more species. Among these, considering reactivity and dispersibility in resin, 4,4′-diphenylmethane diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate, hexamethylene-1,6-diisocyanate, m-tetramethylxylylene diisocyanate, 4,4′-dicyclohexylmethane diisocyanate is preferred.

上記有機イソシアネート化合物中のイソシアネート基をカルボジイミド化することによって重縮合が起こる。この反応は、通常、有機イソシアネート化合物をカルボジイミド化触媒の存在下で加熱することで行われる。この際、適当な段階でイソシアネート基と反応性を有する官能基、例えば、水酸基、1級もしくは2級アミノ基、カルボキシル基、またはチオール基等を有する化合物を末端封止剤として投入し、カルボジイミド化合物の末端を封止することで、得られるカルボジイミド化合物の分子量(重合度)を調整することができる。また、重合度は、イソシアネート化合物の濃度や反応時間によっても調整することができる。
上記カルボジイミド化触媒としては、種々のものを例示することができるが、1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド、3−メチル−1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド、1−エチル−2−ホスホレン−1−オキシド、これらの3−ホスホレン異性体などが収率その他の面で好適である。
Polycondensation occurs by carbodiimidizing the isocyanate group in the organic isocyanate compound. This reaction is usually performed by heating the organic isocyanate compound in the presence of a carbodiimidization catalyst. In this case, a functional group having reactivity with an isocyanate group at an appropriate stage, for example, a compound having a hydroxyl group, a primary or secondary amino group, a carboxyl group, or a thiol group is added as a terminal blocker, and a carbodiimide compound The molecular weight (degree of polymerization) of the obtained carbodiimide compound can be adjusted by sealing the end of the carbodiimide. The degree of polymerization can also be adjusted by the concentration of the isocyanate compound and the reaction time.
Various examples of the carbodiimidization catalyst include 1-phenyl-2-phospholene-1-oxide, 3-methyl-1-phenyl-2-phospholene-1-oxide, 1-ethyl- 2-phospholene-1-oxide, these 3-phospholene isomers and the like are suitable in terms of yield and other aspects.

上記反応は、溶媒の非存在下で行うこともできるが、溶媒存在下で行ってもよい。なお、反応途中で溶媒を添加することもできる。
溶媒としては、反応時にイソシアネート基およびカルボジイミド基に影響を与えないものであれば特に制限されることはなく、重合方法に応じた溶媒を適宜選択すればよい。
使用可能な溶媒の具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、セロソルブアセテート等のエステル類;ペンタン、2−メチルブタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、2−メチルペンタン、2,2−ジメチルブタン、2,3−ジメチルブタン、ヘプタン、n−オクタン、イソオクタン、2,2,3−トリメチルペンタン、デカン、ノナン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、p−メンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の脂肪族または芳香族炭化水素類;四塩化炭素、トリクロロエチレン、クロロベンゼン、テトラブロムエタン等のハロゲン化炭化水素類;エチルエーテル、ジメチルエーテル、トリオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;メチラール、ジエチルアセタール等のアセタール類;ニトロプロペン、ニトロベンゼン、ピリジン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の硫黄、窒素含有有機化合物類等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
Although the said reaction can also be performed in absence of a solvent, you may carry out in solvent presence. In addition, a solvent can also be added during the reaction.
The solvent is not particularly limited as long as it does not affect the isocyanate group and carbodiimide group during the reaction, and a solvent corresponding to the polymerization method may be appropriately selected.
Specific examples of usable solvents include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, ethyl propionate, and cellosolve acetate; pentane, 2-methylbutane, and n-hexane. , Cyclohexane, 2-methylpentane, 2,2-dimethylbutane, 2,3-dimethylbutane, heptane, n-octane, isooctane, 2,2,3-trimethylpentane, decane, nonane, cyclopentane, methylcyclopentane, Aliphatic or aromatic hydrocarbons such as methylcyclohexane, ethylcyclohexane, p-menthane, benzene, toluene, xylene and ethylbenzene; halogenated carbonization such as carbon tetrachloride, trichloroethylene, chlorobenzene and tetrabromoethane Elements; ethers such as ethyl ether, dimethyl ether, trioxane and tetrahydrofuran; acetals such as methylal and diethyl acetal; sulfur and nitrogen-containing organic compounds such as nitropropene, nitrobenzene, pyridine, dimethylformamide and dimethyl sulfoxide . These may be used alone or in combination of two or more.

さらに、カルボジイミド化合物末端が、後述する末端封止セグメント等で封止され、親水化されている場合には、希釈剤として上記溶媒のほか、水、メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、1−ブタノール、2−ブタノール、イソブチルアルコール、tert−ブチルアルコール、1−ペンタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、イソペンチルアルコール、tert−ペンチルアルコール、1−ヘキサノール、2−メチル−1−ペンタノール、4−メチル−2−ペンタノール、2−エチルブタノール、1−ヘプタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、2−オクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、ベンジルアルコール、シクロヘキサノール等のアルコール類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、イソプロピルセロソルブ、ブチルセロソルブ、ジエチレングリコールモノブチルエーテル等のエーテルアルコール類等も使用可能である。これらは単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。ただし、カルボジイミド基の反応性が高いため、希釈の際は比較的低温で行うことが好ましい。   Furthermore, when the carbodiimide compound terminal is sealed with an end-capping segment, which will be described later, and hydrophilized, in addition to the above solvent as a diluent, water, methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-butanol, isobutyl alcohol, tert-butyl alcohol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-methyl-1-butanol, isopentyl alcohol, tert-pentyl alcohol, 1- Hexanol, 2-methyl-1-pentanol, 4-methyl-2-pentanol, 2-ethylbutanol, 1-heptanol, 2-heptanol, 3-heptanol, 2-octanol, 2-ethyl-1-hexanol, benzyl Alcohol, alcohol such as cyclohexanol ; Methyl cellosolve, ethyl cellosolve, isopropyl cellosolve, butyl cellosolve, ether alcohols such as diethylene glycol monobutyl ether can also be used. These may be used alone or in combination of two or more. However, since the reactivity of the carbodiimide group is high, the dilution is preferably performed at a relatively low temperature.

また、本発明の難燃剤においては、カルボジイミド基含有化合物として、下記式(1),(2)で示される化合物を用いることもできる。これらの化合物を用いると、無機水酸化物表面にカルボジイミド基含有有機層を効率よく形成でき、特に好適である。
(X1m−Z−[A−(R1−N=C=N)n−R1−NCO]l (1)
(X1m−Z−[A−(R1−N=C=N)n−R1−A−Z−(X23l (2)
Moreover, in the flame retardant of this invention, the compound shown by following formula (1), (2) can also be used as a carbodiimide group containing compound. When these compounds are used, a carbodiimide group-containing organic layer can be efficiently formed on the surface of the inorganic hydroxide, which is particularly preferable.
(X 1) m -Z- [A- (R 1 -N = C = N) n -R 1 -NCO] l (1)
(X 1) m -Z- [A- (R 1 -N = C = N) n -R 1 -A-Z- (X 2) 3] l (2)

上記式(1),(2)において、R1はイソシアネート化合物からの残基を表す。イソシアネート化合物からの残基とは、イソシアネート化合物から(ポリ)カルボジイミド化合物を製造した際にカルボジイミド化合物中に残存する、有機イソシアネート化合物からイソシアネート基を除いた部分構造である。
1およびX2は、互いに独立して水素原子、ハロゲン原子、不飽和構造を含んでいてもよい炭素数1〜20アルキル基、炭素数6〜20アリール基、炭素数7〜20アラルキル基、または炭素数1〜20アルコキシ基を表す。X1が複数個ある場合、それらは互いに同一でもそれぞれ異なっていてもよく、また複数個のX2は、互いに同一でもそれぞれ異なっていてもよい。
In the above formulas (1) and (2), R 1 represents a residue from an isocyanate compound. The residue from an isocyanate compound is a partial structure obtained by removing an isocyanate group from an organic isocyanate compound that remains in the carbodiimide compound when a (poly) carbodiimide compound is produced from the isocyanate compound.
X 1 and X 2 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may contain an unsaturated structure, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, Or a C1-C20 alkoxy group is represented. When there are a plurality of X 1 , they may be the same or different from each other, and the plurality of X 2 may be the same or different from each other.

ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素原子のいずれでもよい。
不飽和構造を含んでいてもよい炭素数1〜20のアルキル基としては、直鎖、分岐または環状のいずれの構造を有していてもよく、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、メチルシクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
炭素数6〜20のアリール基としては、例えば、フェニル基、トリル基、ビフェニル基等が挙げられる。
炭素数7〜20のアラルキル基としては、ベンジル基等が挙げられる。
炭素数1〜20のアルコキシ基としては、例えば、メトキシ基、エトキシ基、n−ブトキシ基、t−ブトキシ基、フェノキシ基等が挙げられる。なお、アルコキシ基中のアルキル基は、直鎖、分岐または環状のいずれの構造を有していてもよい。
The halogen atom may be any of fluorine, chlorine, bromine and iodine atoms.
The alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may contain an unsaturated structure may have any of a linear, branched or cyclic structure, such as a methyl group, an ethyl group, or an n-propyl group. , N-butyl, isopropyl, isobutyl, sec-butyl, tert-butyl, cyclopropyl, cyclobutyl, cyclopentyl, methylcyclopentyl, cyclohexyl and the like.
Examples of the aryl group having 6 to 20 carbon atoms include a phenyl group, a tolyl group, and a biphenyl group.
A benzyl group etc. are mentioned as a C7-C20 aralkyl group.
As a C1-C20 alkoxy group, a methoxy group, an ethoxy group, n-butoxy group, t-butoxy group, a phenoxy group etc. are mentioned, for example. In addition, the alkyl group in the alkoxy group may have any structure of linear, branched or cyclic.

Aは、イソシアネート基由来の結合を含む2価以上の有機基を表す。
イソシアネート基由来の結合とは、イソシアネート基と、このイソシアネート基と反応し得る官能基が反応して生成する結合を含むものである。
イソシアネート基と反応し得る官能基は、特に限定されるものではなく、例えば、水酸基、1級または2級アミノ基、カルボキシル基、チオール基等を挙げることができる。
これら官能基とイソシアネート基が反応して生成する結合としては、例えば、ウレタン結合、チオウレタン結合、尿素結合、アミド結合、カルボジイミド結合、アロファネート結合、ビュレット結合、アシル尿素結合、ウレトンイミン結合、イソシアネート2量化結合、イソシアネート3量化結合等が挙げられる。これらの中でも、比較的低温で容易に反応し、結合を形成し得ることから、尿素結合、ウレタン結合、チオウレタン結合、およびアミド結合の中から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
また、Aは、イソシアネート基由来の結合とZとの間に、さらに連結基を含むものであってもよい。このような連結基としては、特に限定されるものではなく、例えば−(CH2k−、−(CH2k−NH−(CH2k−、−CO−NH−(CH2k−(以上において、kは1〜20の整数を表す。)、−CO−O−、−O−などが挙げられる。
A represents a divalent or higher-valent organic group containing a bond derived from an isocyanate group.
The bond derived from an isocyanate group includes a bond formed by a reaction between an isocyanate group and a functional group capable of reacting with the isocyanate group.
The functional group that can react with the isocyanate group is not particularly limited, and examples thereof include a hydroxyl group, a primary or secondary amino group, a carboxyl group, and a thiol group.
Examples of bonds formed by the reaction of these functional groups with isocyanate groups include urethane bonds, thiourethane bonds, urea bonds, amide bonds, carbodiimide bonds, allophanate bonds, burette bonds, acylurea bonds, uretonimine bonds, and isocyanate dimerization. Bond, isocyanate trimerization bond and the like. Among these, at least one selected from a urea bond, a urethane bond, a thiourethane bond, and an amide bond is preferable because it can easily react at a relatively low temperature to form a bond.
A may further include a linking group between the bond derived from the isocyanate group and Z. Such a linking group is not particularly limited. For example, — (CH 2 ) k —, — (CH 2 ) k —NH— (CH 2 ) k —, —CO—NH— (CH 2 ) k- (in the above, k represents an integer of 1 to 20), -CO-O-, -O- and the like.

上記(X1mにおけるmは、1〜3の整数であるが、m=3(特に、式(1)の化合物の場合)であることが好ましい。
1が、複数個存在する場合、式(1)および(2)で示される化合物の無機水酸化物表面との反応性を考慮すると、その中の少なくとも1つは炭素数1〜20、好ましくは1〜5アルコキシ基であることが好適であり、全てが炭素数1〜5アルコキシ基であることが最適である。
一方、X2としても、同様の理由から、その中の少なくとも1つは炭素数1〜20、好ましくは1〜5アルコキシ基であることが好適であり、全てが炭素数1〜5アルコキシ基であることが最適である。
なお、炭素数1〜5アルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基が好適である。
mおよびlは、1〜3の整数、かつ、m+l=4を満たす数であるが、上記mに対応して、lは1(特に、式(1)の場合)であることが好ましい。
M in the above (X 1 ) m is an integer of 1 to 3, but preferably m = 3 (particularly in the case of the compound of formula (1)).
When a plurality of X 1 are present, considering the reactivity of the compounds represented by formulas (1) and (2) with the surface of the inorganic hydroxide, at least one of them preferably has 1 to 20 carbon atoms, preferably Are preferably 1 to 5 alkoxy groups, and most preferably all are 1 to 5 alkoxy groups.
On the other hand, as X 2, for the same reason, at least one of them is preferably a C 1-20, preferably 1-5 alkoxy group, and all are C 1-5 alkoxy groups. It is best to be.
In addition, as a C1-C5 alkoxy group, a methoxy group and an ethoxy group are suitable.
m and l are integers of 1 to 3 and a number satisfying m + 1 = 4, and corresponding to m, l is preferably 1 (particularly in the case of formula (1)).

Zは、互いに独立してケイ素またはチタン原子である。ここで、上記式(1)においては、(X)m−Z−が、上記式(2)においては、(X1m−Z−、および−Z−(X23の少なくとも一方が、カップリング化剤として作用し得る部位であることが好ましい。
この点を考慮すると、式(1)のZ、および式(2)の2つのZがケイ素原子であることが好ましい。この場合、上記式(1),(2)は、それぞれ以下の式(1′),(2′)で示される。
(X1m−Si−[A−(R1−N=C=N)n−R1−NCO]l (1′)
(X1m−Si−[A−(R1−N=C=N)n−R1−A−Si−(X23l(2′)
(式中、X1、X2、A、R1、l、mおよびnは上記と同じ。)
Z is independently a silicon or titanium atom. Here, in the above formula (1), (X) m -Z- is at least one of (X 1 ) m -Z- and -Z- (X 2 ) 3 in the above formula (2). It is preferably a site that can act as a coupling agent.
Considering this point, it is preferable that Z in the formula (1) and two Zs in the formula (2) are silicon atoms. In this case, the above formulas (1) and (2) are represented by the following formulas (1 ′) and (2 ′), respectively.
(X 1) m -Si- [A- (R 1 -N = C = N) n -R 1 -NCO] l (1 ')
(X 1) m -Si- [A- (R 1 -N = C = N) n -R 1 -A-Si- (X 2) 3] l (2 ')
(Wherein X 1 , X 2 , A, R 1 , l, m and n are the same as above)

上記式(1)または(2)で示される化合物は、重量平均分子量が、300〜100,000が好ましく、より好ましくは500〜50,000、さらに好ましくは600〜40,000、最良は1,000〜20,000である。重量平均分子量が、100,000超であると、立体的障害が大きくなるため、無機水酸化物を効率的に表面修飾するという表面処理作用が損なわれる虞がある。
上記nは、1〜100の整数であるが、上述のように、重量平均分子量の増大に伴って立体的障害が増大し、表面処理効果が低下することを考慮すると、2〜80がより好ましい。
The compound represented by the formula (1) or (2) preferably has a weight average molecular weight of 300 to 100,000, more preferably 500 to 50,000, still more preferably 600 to 40,000, and most preferably 1, 000 to 20,000. If the weight average molecular weight is more than 100,000, the steric hindrance increases, so that the surface treatment effect of efficiently surface-modifying the inorganic hydroxide may be impaired.
The above n is an integer of 1 to 100, but as described above, 2 to 80 is more preferable in consideration that the steric hindrance increases and the surface treatment effect decreases as the weight average molecular weight increases. .

上記式(1)または(2)で表されるカルボジイミド基含有化合物は、例えば、上記(I)で示される化合物製造の任意の段階で、カルボジイミド化合物が有するイソシアネート基と反応し得る官能基または結合基を有するケイ素またはチタン原子を含むカップリング化剤を反応させることで得ることができる。
このカップリング化剤中の、イソシアネート基と反応性を有する官能基または結合基は、イソシアネート基と反応し得る基であれば制限はない。その具体例としては、水酸基、アミノ基(好ましくは1級または2級)、カルボキシル基、チオール基、イソシアネート基、エポキシ基、ウレタン結合、尿素結合、アミド結合、酸無水物基等が挙げられる。中でも、汎用的に入手可能なアミノ基(好ましくは1級または2級)、チオール基、イソシアネート基、エポキシ基が好ましい。
The carbodiimide group-containing compound represented by the above formula (1) or (2) is, for example, a functional group or bond capable of reacting with an isocyanate group of the carbodiimide compound at any stage of the compound production represented by (I). It can be obtained by reacting a coupling agent containing a silicon or titanium atom having a group.
The functional group or bonding group having reactivity with the isocyanate group in the coupling agent is not limited as long as it is a group that can react with the isocyanate group. Specific examples thereof include a hydroxyl group, an amino group (preferably primary or secondary), a carboxyl group, a thiol group, an isocyanate group, an epoxy group, a urethane bond, a urea bond, an amide bond, and an acid anhydride group. Among them, an amino group (preferably primary or secondary), a thiol group, an isocyanate group, and an epoxy group that are widely available are preferable.

シランカップリング化剤の具体例としては、下記のものが挙げられる。
アミノ基を有するシランカップリング化剤としては、例えば、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルジメチルメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシラン、γ−アミノプロピルジメチルエトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルメチルジメチルジエトキシシラン等が挙げられる。
Specific examples of the silane coupling agent include the following.
Examples of the silane coupling agent having an amino group include γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, γ-aminopropyldimethylmethoxysilane, and γ-aminopropyl. Methyldiethoxylane, γ-aminopropyldimethylethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-phenyl-γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxy Silane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropylmethyldimethyldiethoxysilane, etc. Can be mentioned.

チオール基を有するシランカップリング化剤としては、例えば、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、メルカプトメチルジメチルエトキシシラン、(メルカプトメチル)メチルジエトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。
イソシアネート基を有するカップリング化剤としては、例えば、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジメトキシラン、γ−イソシアネートプロピルジメチルメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルメチルジエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルジメチルエトキシシラン等が挙げられる。
Examples of the silane coupling agent having a thiol group include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltriethoxysilane, mercaptomethyldimethylethoxysilane, (mercaptomethyl) methyldiethoxysilane, and 3-mercaptopropylmethyl. Examples include dimethoxysilane.
Examples of the coupling agent having an isocyanate group include γ-isocyanatopropyltrimethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, γ-isocyanatopropylmethyldimethoxylane, γ-isocyanatopropyldimethylmethoxysilane, and γ-isocyanatopropylmethyl. Examples thereof include diethoxysilane and γ-isocyanatopropyldimethylethoxysilane.

エポキシ基を有するシランカップリング化剤としては、例えば、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシラン、γ−グリシドキシプロピルジメチルメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジメチルエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジエチルメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルジエチルエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルジメチルメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルジメチルエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルエチルジメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルジエチルメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルエチルジエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルジエチルエトキシシラン、3−エポキシプロピルトリメトキシシラン、3−エポキシプロピルトリエトキシシラン、3−エポキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−エポキシプロピルジメチルメトキシシラン、3−エポキシプロピルメチルジエトキシシラン、3−エポキシプロピルジメチルエトキシシラン、3−エポキシプロピルエチルジメトキシシラン、3−エポキシプロピルジエチルメトキシシラン、3−エポキシプロピルエチルジエトキシシラン、3−エポキシプロピルジエチルエトキシシラン、4−エポキシブチリルトリメトキシシラン、6−エポキシヘキシルトリメトキシシラン、8−エポキシオクチルトリメトキシシラン、4−エポキシブチリルトリエトキシシラン、6−エポキシヘキシルトリエトキシシラン、8−エポキシオクチルトリエトキシシラン等が挙げられる。   Examples of the silane coupling agent having an epoxy group include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldimethoxylane, and γ-glycidoxypropyl. Dimethylmethoxysilane, γ-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyldimethylethoxysilane, γ-glycidoxypropylethyldimethoxysilane, γ-glycidoxypropyldiethylmethoxysilane, γ-glycidoxy Propylethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyldiethylethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, β- (3 , 4-Epo Cycyclohexyl) ethylmethyldimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyldimethylmethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethylmethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyl Dimethylethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethylethyldimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyldiethylmethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethylethyldiethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyldiethylethoxysilane, 3-epoxypropyltrimethoxysilane, 3-epoxypropyltriethoxysilane, 3-epoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-epoxypropyldi Tylmethoxysilane, 3-epoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-epoxypropyldimethylethoxysilane, 3-epoxypropylethyldimethoxysilane, 3-epoxypropyldiethylmethoxysilane, 3-epoxypropylethyldiethoxysilane, 3-epoxypropyl Diethylethoxysilane, 4-epoxybutyryltrimethoxysilane, 6-epoxyhexyltrimethoxysilane, 8-epoxyoctyltrimethoxysilane, 4-epoxybutyryltriethoxysilane, 6-epoxyhexyltriethoxysilane, 8-epoxyoctyltriethoxy Silane etc. are mentioned.

一方、チタネートカップリング化剤の具体例としては、チタンアシレート、チタンアシレートポリマー、チタンフォスフェートポリマー、チタンアルコラート等が挙げられる。
以上で例示したカップリング化剤は、単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
On the other hand, specific examples of titanate coupling agents include titanium acylate, titanium acylate polymer, titanium phosphate polymer, titanium alcoholate, and the like.
The coupling agents exemplified above may be used alone or in combination of two or more.

これらのカップリング化剤の中でも、耐水性、無機水酸化物への密着性、塗膜硬度、汚染性、ポットライフなどに優れる点から、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシランが好ましい。   Among these coupling agents, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and γ-glycid are preferred because they are excellent in water resistance, adhesion to inorganic hydroxide, coating film hardness, stain resistance, pot life and the like. Xylpropylmethyldiethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, β- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltriethoxysilane, γ-amino Propyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltrimethoxysilane, N-β (aminoethyl) γ-aminopropyltriethoxysilane, γ-isocyanatopropyltrimethoxysilane Γ-isocyanatopropyltriethoxysilane is preferred .

イソシアネート基と上記カップリング化剤との反応温度は、一般に−50〜200℃程度であるが、カルボジイミド基とカップリング化剤との反応を抑制することを考慮すると、−30〜100℃、特に−10〜50℃程度の比較的低温が好適である。
なお、カルボジイミド基含有有機層の性能が損なわれない範囲であれば、カルボジイミド基とカップリング化剤とを反応させても構わない。
The reaction temperature between the isocyanate group and the coupling agent is generally about −50 to 200 ° C., but considering the suppression of the reaction between the carbodiimide group and the coupling agent, −30 to 100 ° C., particularly A relatively low temperature of about −10 to 50 ° C. is suitable.
In addition, as long as the performance of a carbodiimide group containing organic layer is not impaired, you may make a carbodiimide group and a coupling agent react.

以上で説明した式(I),(1),(2)で示されるカルボジイミド化合物は、一分子中のカルボジイミド基数が、平均で1〜100個程度であることが好ましく、より好ましくは2〜80個である。カルボジイミド基数が、1未満であると、カルボジイミド化合物としての特性が十分に発揮されない場合があり、100超であると、合成は可能であるが、高分子化して取り扱いが困難になる場合がある。   The carbodiimide compounds represented by the formulas (I), (1), and (2) described above preferably have an average number of carbodiimide groups in one molecule of about 1 to 100, more preferably 2 to 80. It is a piece. When the number of carbodiimide groups is less than 1, the characteristics as a carbodiimide compound may not be sufficiently exhibited, and when it exceeds 100, synthesis is possible, but the polymer may be polymerized and handling may be difficult.

さらに、本発明の難燃剤におけるカルボジイミド基含有化合物として、下記式(3)および式(4)で示される繰り返し単位の少なくとも1種、並びに必要に応じて式(5)で示される繰り返し単位を有する(共)重合体を用いることもできる。このような(共)重合体とすることで、カルボジイミド基を効率的に各種のポリマー中に含有させることができるという利点がある。   Furthermore, as a carbodiimide group containing compound in the flame retardant of this invention, it has at least 1 sort (s) of the repeating unit shown by following formula (3) and formula (4), and the repeating unit shown by Formula (5) as needed. (Co) polymers can also be used. By setting it as such a (co) polymer, there exists an advantage that a carbodiimide group can be efficiently contained in various polymers.

Figure 0005527377
〔式中、R2は、イソシアネート基と反応し得る基および重合性官能基を有するモノマー由来の部分構造を表し、B1は、イソシアネート基と上記イソシアネート基と反応し得る基とが反応して生成した結合基を表す。R3は、カルボジイミド基と反応し得る基および重合性官能基を有するモノマー由来の部分構造を表し、B2は、カルボジイミド基と上記カルボジイミド基と反応し得る基とが反応して生成した結合基を表す。R4は、重合性官能基を有し、イソシアネート基およびカルボジイミド基と反応し得る官能基を有しないモノマー由来の部分構造を表す。R1およびnは、上記と同じ。〕
Figure 0005527377
[Wherein R 2 represents a partial structure derived from a monomer having a group capable of reacting with an isocyanate group and a polymerizable functional group, and B 1 represents a reaction between the isocyanate group and a group capable of reacting with the isocyanate group. Represents the generated linking group. R 3 represents a partial structure derived from a monomer having a group capable of reacting with a carbodiimide group and a polymerizable functional group, and B 2 is a bonding group formed by reacting a carbodiimide group with a group capable of reacting with the carbodiimide group. Represents. R 4 represents a partial structure derived from a monomer having a polymerizable functional group and having no functional group capable of reacting with an isocyanate group and a carbodiimide group. R 1 and n are the same as above. ]

2は、イソシアネート基と反応し得る基および重合性官能基を有するモノマーが、イソシアネート基と反応し、さらに重合性官能基で重合してできる部分構造であり、(共)重合体の主鎖を構成する。イソシアネート基と反応し得る官能基としては、例えば水酸基、1級もしくは2級アミノ基、カルボキシル基、チオール基等を挙げることができる。
3は、カルボジイミド基と反応し得る基および重合性官能基を有するモノマーが、カルボジイミド基と反応し、さらに重合性官能基で重合してできる部分構造であり、(共)重合体の主鎖を構成する。カルボジイミド基と反応し得る官能基としては、例えば、水酸基、アミノ基(好ましくは1級または2級)、カルボキシル基、チオール基、イソシアネート基、エポキシ基、ウレタン結合、尿素結合、アミド結合、酸無水物等が挙げられる。
また、R2,R3およびR4の重合性官能基は、特に限定されるものではないが、重合性や反応操作の簡便性を考慮すると、重合性二重結合であることが好ましい。
R 2 is a partial structure formed by a monomer having a group capable of reacting with an isocyanate group and a polymerizable functional group reacting with the isocyanate group and further polymerizing with the polymerizable functional group, and the main chain of the (co) polymer Configure. Examples of the functional group capable of reacting with an isocyanate group include a hydroxyl group, a primary or secondary amino group, a carboxyl group, and a thiol group.
R 3 is a partial structure formed by a monomer having a group capable of reacting with a carbodiimide group and a polymerizable functional group reacting with the carbodiimide group and further polymerizing with the polymerizable functional group, and the main chain of the (co) polymer Configure. Examples of the functional group capable of reacting with the carbodiimide group include a hydroxyl group, an amino group (preferably primary or secondary), a carboxyl group, a thiol group, an isocyanate group, an epoxy group, a urethane bond, a urea bond, an amide bond, and an acid anhydride. Thing etc. are mentioned.
The polymerizable functional groups of R 2 , R 3 and R 4 are not particularly limited, but are preferably a polymerizable double bond in view of the polymerizability and the convenience of the reaction operation.

イソシアネート基またはカルボジイミド基と反応し得る基、および重合性官能基を有するモノマーの具体例としては、2−ヒドロキシエチルアクリレート、2−ヒドロキシエチルメタクリレート、2−ヒドロキシルプロピルアクリレート、2−ヒドロキシルプロピルメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、アリルアルコール、3−ブテン−1−オール、4−ペンテン−1−オール、アリルアミン、N−メチルアリルアミン、N−エチル−2−メチルアリルアミン、ジアリルアミン、アリルシクロヘキシルアミン、ブタジエンモノオキシド、1,2−エポキシ−5−ヘキセン、1,2−エポキシ−7−オクテン、アリルグリシジルエーテル、2−アリルフェノ−ル、2−アリルオキシエタノール、ペンタエリスリトールトリアリルエーテル、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、ポリプロピレングリコールモノメタクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、2−スルフォエチルメタクリレート、ポリエチレングリコールモノアリレート、2−ヒドロキシ−1,3−ジメタクロリキシプロパン、ポリプロピレングリコールモノアクリレート等が挙げられる。これらは1種単独で、または2種以上混合して用いることができる。   Specific examples of the monomer having a group capable of reacting with an isocyanate group or a carbodiimide group and a polymerizable functional group include 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxylpropyl acrylate, 2-hydroxylpropyl methacrylate, penta Erythritol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, allyl alcohol, 3-buten-1-ol, 4-penten-1-ol, allylamine, N-methylallylamine, N-ethyl-2-methylallylamine, Diallylamine, allylcyclohexylamine, butadiene monoxide, 1,2-epoxy-5-hexene, 1,2-epoxy-7-octene, allylglycol Zyl ether, 2-allyl phenol, 2-allyloxyethanol, pentaerythritol triallyl ether, polyethylene glycol monomethacrylate, polypropylene glycol monomethacrylate, polyethylene glycol monoacrylate, 2-sulfoethyl methacrylate, polyethylene glycol monoarylate, 2- Examples include hydroxy-1,3-dimetachloroxypropane and polypropylene glycol monoacrylate. These can be used alone or in combination of two or more.

4は、重合性官能基を有し、イソシアネート基およびカルボジイミド基と反応し得る官能基を有しないモノマーが、重合性官能基で重合してできる部分構造であり、これも共重合体の主鎖を構成する。なお、このモノマーは、必要に応じて用いられる任意成分である。
この重合性官能基を有し、イソシアネート基およびカルボジイミド基と反応し得る官能基を有しないモノマーの具体例としては、エチレン,プロピレンなどのオレフィン類、スチレン,o−メチルスチレン,m−メチルスチレン,p−メチルスチレン,α−メチルスチレン,p−エチルスチレン,2,4−ジメチルスチレン,p−n−ブチルスチレン,p−t−ブチルスチレン,p−n−ヘキシルスチレン,p−n−オクチルスチレン,p−n−ノニルスチレン,p−n−デシルスチレン,p−n−ドデシルスチレン,p−メトキシスチレン,p−フェニルスチレン,p−クロルスチレン,3,4−ジクロルスチレンなどのスチレン類、アクリル酸メチル,アクリル酸エチル,アクリル酸n−ブチル,アクリル酸イソブチル,アクリル酸プロピル,アクリル酸ヘキシル,アクリル酸2−エチルヘキシル,アクリル酸n−オクチル,アクリル酸ドデシル,アクリル酸ラウリル,アクリル酸ステアリル,アクリル酸2−クロルエチル,アクリル酸フェニル,α−クロルアクリル酸メチル,メタクリル酸メチル,メタクリル酸エチル,メタクリル酸n−ブチル,メタクリル酸イソブチル,メタクリル酸プロピル,メタクリル酸ヘキシル,メタクリル酸2−エチルヘキシル,メタクリル酸n−オクチル,メタクリル酸ドデシル,メタクリル酸ラウリル,メタクリル酸ステアリル,(メタ)アクリロニトリル,(メタ)アクリレート,メチル(メタ)アクリレートなどの(メタ)アクリル酸誘導体、ビニルメチルエーテル,ビニルエチルエーテル,ビニルイソブチルエーテルなどのビニルエーテル類、ビニルメチルケトン,ビニルヘキシルケトン,メチルイソプロペニルケトンなどのビニルケトン類、N−ビニルピロール,N−ビニルカルバゾール,N−ビニルインドール,N−ビニルピロリドンなどのN−ビニル化合物、フッ化ビニル,フッ化ビニリデン,テトラフルオロエチレン,ヘキサフルオロプロピレン,アクリル酸トリフルオロエチル,アクリル酸テトラフルオロプロピルなどのフッ素化アルキル基を有する化合物、臭化エチル,(S)−3−ブロモ−3−メチルヘキサン,クロロメタン等のハロゲン化有機化合物等が挙げられ、これらは1種単独でまたは2種類以上を組み合わせて使用することができる。これらの中でも、汎用性、反応性等を考慮するとスチレン類、(メタ)アクリル酸誘導体が好ましく、特に、スチレン、メタクリル酸メチルが好適である。
R 4 is a partial structure formed by polymerization of a monomer having a polymerizable functional group and not having a functional group capable of reacting with an isocyanate group and a carbodiimide group with the polymerizable functional group. Construct a chain. In addition, this monomer is an arbitrary component used as needed.
Specific examples of the monomer having this polymerizable functional group and not having a functional group capable of reacting with an isocyanate group and a carbodiimide group include olefins such as ethylene and propylene, styrene, o-methylstyrene, m-methylstyrene, p-methylstyrene, α-methylstyrene, p-ethylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, pn-butylstyrene, pt-butylstyrene, pn-hexylstyrene, pn-octylstyrene, Styrenes such as pn-nonyl styrene, pn-decyl styrene, pn-dodecyl styrene, p-methoxy styrene, p-phenyl styrene, p-chloro styrene, 3,4-dichloro styrene, acrylic acid Methyl, ethyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, acrylic acid pro Hexyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, n-octyl acrylate, dodecyl acrylate, lauryl acrylate, stearyl acrylate, 2-chloroethyl acrylate, phenyl acrylate, methyl α-chloroacrylate, methyl methacrylate , Ethyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, propyl methacrylate, hexyl methacrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, n-octyl methacrylate, dodecyl methacrylate, lauryl methacrylate, stearyl methacrylate, (meth) Vinyl ethers such as acrylonitrile, (meth) acrylic acid derivatives such as (meth) acrylate and methyl (meth) acrylate, vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether and vinyl isobutyl ether , Vinyl ketones such as vinyl methyl ketone, vinyl hexyl ketone, methyl isopropenyl ketone, N-vinyl compounds such as N-vinyl pyrrole, N-vinyl carbazole, N-vinyl indole, N-vinyl pyrrolidone, vinyl fluoride, fluorine Compounds having a fluorinated alkyl group such as vinylidene fluoride, tetrafluoroethylene, hexafluoropropylene, trifluoroethyl acrylate, tetrafluoropropyl acrylate, ethyl bromide, (S) -3-bromo-3-methylhexane, chloro Examples thereof include halogenated organic compounds such as methane, and these can be used alone or in combination of two or more. Among these, styrenes and (meth) acrylic acid derivatives are preferable in consideration of versatility and reactivity, and styrene and methyl methacrylate are particularly preferable.

なお、上記式(3)および式(4)で示される繰り返し単位の少なくとも1種、並びに必要に応じて式(5)で示される繰り返し単位を有する(共)重合体1分子に含まれるカルボジイミド基の数は、平均で1〜100個程度であることが好ましく、より好ましくは2〜80個である。このカルボジイミド基数が、1未満であると、カルボジイミド基含有化合物としての特性が十分に発揮されない場合があり、100超であると、合成は可能であるが、高分子化して取り扱いが困難になる場合がある。
また、上記(共)重合体の重量平均分子量は、1,000〜1,000,000が好ましく、より好ましくは2,500〜950,000、さらに好ましくは5,000〜500,000、最良は10,000〜300,000である。
A carbodiimide group contained in one molecule of a (co) polymer having at least one repeating unit represented by the above formulas (3) and (4) and, if necessary, a repeating unit represented by the formula (5). The number of is preferably about 1 to 100 on average, more preferably 2 to 80. When the number of carbodiimide groups is less than 1, the characteristics as a carbodiimide group-containing compound may not be sufficiently exhibited, and when it exceeds 100, synthesis is possible, but polymerization makes it difficult to handle There is.
The weight average molecular weight of the (co) polymer is preferably 1,000 to 1,000,000, more preferably 2,500 to 950,000, still more preferably 5,000 to 500,000, and most preferably 10,000 to 300,000.

なお、上述した各種カルボジイミド基含有化合物は、組成変更、分子量調節、または末端封止セグメントの変更(式(I),(1),(3),(4)の場合)などによって、難燃剤の凝集性や、有機樹脂に対する分散性をコントロールすることが可能である。また、カルボジイミド基含有化合物中の全てのイソシアネート基を封止してもよいが、片末端または両末端へ任意にイソシアネート基を残存させてもよい。
封止剤になり得る、すなわちイソシアネート基と反応する一般的な化合物を以下(a)〜(j)に例示する。
In addition, the various carbodiimide group-containing compounds described above can be used as a flame retardant by changing the composition, adjusting the molecular weight, or changing the end-capping segment (in the case of formulas (I), (1), (3), (4)). It is possible to control the cohesion and the dispersibility with respect to the organic resin. Moreover, although all the isocyanate groups in a carbodiimide group containing compound may be sealed, you may leave an isocyanate group arbitrarily to one terminal or both terminals.
Examples of general compounds that can be used as a sealant, that is, react with an isocyanate group are shown in the following (a) to (j).

(a)水酸(−OH)基含有化合物
(i)メタノール、エタノール、1−プロパノール、2−プロパノール、n−ブタノール、sec−ブタノール、tert−ブタノール、n−オクタノール、n−ドデシルアルコール等の1級アルコール類;(ii)エチレングリコール、プロピレングルコール、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール、1,2−プロパンジオール、1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、1,4−ブテンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール等の飽和または不飽和のグリコール類;(iii)メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類;(iv)2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等の(メタ)アクリル系単量体;(v)ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ(メタ)アクリレート等のポリアルキレングリコール(メタ)アクリル系化合物類;(vi)ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル等の各種ヒドロキシアルキルビニルエーテル類;(vii)アリルアルコール、2−ヒドロキシエチルアリルエーテル等の各種アリル化合物類;(viii)n−ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル等のアルキルグリシジルエーテル類;(ix)ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等の水酸基含有高分子類が挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。
(A) Hydroxyl (—OH) group-containing compound (i) 1 such as methanol, ethanol, 1-propanol, 2-propanol, n-butanol, sec-butanol, tert-butanol, n-octanol, n-dodecyl alcohol, etc. (Ii) ethylene glycol, propylene glycol, trimethylolpropane, pentaerythritol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol, 1,3-butanediol, 1,4-butanediol, neo Saturated or unsaturated glycols such as pentyl glycol, pentanediol, hexanediol, octanediol, 1,4-butenediol, diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol; (iii) methyl cellosolve, ethyl cellosolve, Cellosolves such as butyl cellosolve; (iv) (meth) acrylic such as 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 4-hydroxybutyl (meth) acrylate, etc. (V) Polyalkylene glycol (meth) acrylic compounds such as polyethylene glycol mono (meth) acrylate and polypropylene glycol mono (meth) acrylate; (vi) Various hydroxys such as hydroxyethyl vinyl ether and hydroxybutyl vinyl ether Alkyl vinyl ethers; (vii) various allyl compounds such as allyl alcohol and 2-hydroxyethyl allyl ether; (viii) n-butyl glycidyl ether, 2-ethylhexyl glycy Alkyl glycidyl ethers such as ether; (ix) polyethylene glycol, hydroxyl group-containing polymers such as polypropylene glycol. These may be used alone or in combination of two or more.

(b)メルカプト基含有化合物
(i)メタンチオール、エタンチオール、n−またはiso−プロパンチオール、n−またはiso−ブタンチオール、ペンタンチオール、ヘキサンチオール、ヘプタンチオール、オクタンチオール、ノナンチオール、デカンチオール、シクロヘキサンチオール等の脂肪族アルキル単官能チオール類;(ii)1,4−ジチアン−2−チオール、2−(1−メルカプトメチル)−1,4−ジチアン、2−(1−メルカプトエチル)−1,4−ジチアン、2−(1−メルカプトプロピル)−1,4−ジチアン、2−(メルカプトブチル)−1,4−ジチアン、テトラヒドロチオフェン−2−チオール、テトラヒドロチオフェン−3−チオール、ピロリジン−2−チオール、ピロリジン−3−チオール、テトラヒドロフラン−2−チオール、テトラヒドロフラン−3−チオール、ピペリジン−2−チオール、ピペリジン−3−チオール、ピペリジン−4−チオール等の複素環を有する脂肪族チオール類;(iii)2−メルカプトエタノール、3−メルカプトプロパノール、チオグリセロール等のヒドロキシ基を有する脂肪族チオール類;(iv)(メタ)アクリル酸2−メルカプトエチル、(メタ)アクリル酸2−メルカプト−1−カルボキシエチル、N−(2−メルカプトエチル)アクリルアミド、N−(2−メルカプト−1−カルボキシエチル)アクリルアミド、N−(2−メルカプトエチル)メタクリルアミド、N−(4−メルカプトフェニル)アクリルアミド、N−(7−メルカプトナフチル)アクリルアミド、マイレン酸モノ2−メルカプトエチルアミド等の不飽和二重結合を有する化合物;(v)1,2−エタンジチオール、1,3−プロパンジチオール、1,4−ブタンジチオール、1,6−ヘキサンジチオール、1,8−オクタンジチオール、1,2−シクロヘキサンジチオール、エチレングリコールビスチオグリコレート、エチレングリコールビスチオプロピオネート、ブタンジオールビスチオグリコレート、ブタンジオールビスチオプロピオネート、トリメチロールプロパントリスチオグリコレート、トリメチロールプロパントリスチオプロピオネート、ペンタエリスリトールテトラキスチオグリコレート、ペンタエリスリトールテトラキスチオプロピオネート、トリス(2−メルカプトエチル)イソシアヌレート、トリス(3−メルカプトプロピル)イソシアヌレート等の脂肪族ジチオール類;(vi)1,2−ベンゼンジチオール、1,4−ベンゼンジチオール、4−メチル−1,2−ベンゼンジチオール、4−ブチル−1,2−ベンゼンジチオール、4−クロロ−1,2−ベンゼンジチオール等の芳香族ジチオール類;(vii)メルカプト基を有するポリビニルアルコール変性体等のメルカプト基を含有する高分子類などが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。
(B) mercapto group-containing compound (i) methanethiol, ethanethiol, n- or iso-propanethiol, n- or iso-butanethiol, pentanethiol, hexanethiol, heptanethiol, octanethiol, nonanethiol, decanethiol, Aliphatic alkyl monofunctional thiols such as cyclohexanethiol; (ii) 1,4-dithian-2-thiol, 2- (1-mercaptomethyl) -1,4-dithiane, 2- (1-mercaptoethyl) -1 , 4-dithiane, 2- (1-mercaptopropyl) -1,4-dithiane, 2- (mercaptobutyl) -1,4-dithiane, tetrahydrothiophene-2-thiol, tetrahydrothiophene-3-thiol, pyrrolidine-2 -Thiol, pyrrolidine-3-thiol, tetrahydride (Iii) 2-mercaptoethanol, 3-mercaptoethanol having a heterocyclic ring such as lofuran-2-thiol, tetrahydrofuran-3-thiol, piperidine-2-thiol, piperidine-3-thiol, piperidine-4-thiol; Aliphatic thiols having a hydroxy group such as mercaptopropanol and thioglycerol; (iv) 2-mercaptoethyl (meth) acrylate, 2-mercapto-1-carboxyethyl (meth) acrylate, N- (2-mercaptoethyl) ) Acrylamide, N- (2-mercapto-1-carboxyethyl) acrylamide, N- (2-mercaptoethyl) methacrylamide, N- (4-mercaptophenyl) acrylamide, N- (7-mercaptonaphthyl) acrylamide, maleic acid Mono 2-mercapto Compounds having an unsaturated double bond such as tilamide; (v) 1,2-ethanedithiol, 1,3-propanedithiol, 1,4-butanedithiol, 1,6-hexanedithiol, 1,8-octanedithiol, 1,2-cyclohexanedithiol, ethylene glycol bisthioglycolate, ethylene glycol bisthiopropionate, butanediol bisthioglycolate, butanediol bisthiopropionate, trimethylolpropane tristhioglycolate, trimethylolpropane tristhiol Propionate, pentaerythritol tetrakisthioglycolate, pentaerythritol tetrakisthiopropionate, tris (2-mercaptoethyl) isocyanurate, tris (3-mercaptopropyl) isocyanurate (Vi) 1,2-benzenedithiol, 1,4-benzenedithiol, 4-methyl-1,2-benzenedithiol, 4-butyl-1,2-benzenedithiol, 4-chloro-1 And aromatic dithiols such as 2-benzenedithiol; (vii) polymers containing mercapto groups such as modified polyvinyl alcohol having mercapto groups. These may be used alone or in combination of two or more.

(c)アミノ基含有化合物
(i)アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、n−プロピルアミン、イソプロピルアミン、モノエタノールアミン、n−プロパノールアミン、イソプロパノールアミン、アニリン、シクロヘキシルアミン、n−ブチルアミン、n−ペンチルアミン、n−ヘキシルアミン、n−ヘプチルアミン、n−オクチルアミン、n−ノニルアミン、n−デシルアミン、n−ウンデシルアミン、n−ドデシルアミン、n−トリデシルアミン、n−テトラデシルアミン、n−ペンタデシルアミン、シクロヘキシルアミン、n−ヘキサデシルアミン、n−ヘプタデシルアミン、n−オクタデシルアミン、n−エイコシルアミン、ジエチルアミン、ジエタノールアミン、ジブチルアミン、ジn−プロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、N−メチルエタノールアミン、N−エチルエタノールアミン等の脂肪族または芳香族アミン含有化合物;(ii)ジメチルアミノエチルアクリレート、ジエチルアミノエチルアクリレート、ジメチルアミノメチルアクリレート、ジエチルアミノメチルアクリレート、ジアクリレートとジエチルアミンとの付加物、トリメチロールプロパントリアクリレートとジエチルアミンとの付加物等のアルキルアミノアクリレート類;(iii)(メタ)アクリルアミド、α−エチル(メタ)アクリルアミド、N−メチル(メタ)アクリルアミド、N−ブトキシメチル(メタ)アクリルアミド、ジアセトン(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジエチル(メタ)アクリルアミド、N,N−ジメチル−p−スチレンスルホンアミド、N,N−ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、N,N−ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N,N−ジエチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、N−[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]ピペリジン、N−[2−(メタ)アクリロイルオキシエチレン]ピロリジン、N−[2−(メタ)アクリロイルオキシエチル]モルホリン、4−(N,N−ジメチルアミノ)スチレン、4−(N,N−ジエチルアミノ)スチレン、4−ビニルピリジン、2−ジメチルアミノエチルビニルエーテル、2−ジエチルアミノエチルビニルエーテル、4−ジメチルアミノブチルビニルエーテル、4−ジエチルアミノブチルビニルエーテル、6−ジメチルアミノヘキシルビニルエーテル等のアルキルアミノアルキルビニルエーテル類;(iv)アミノ基を含有した高分子類などが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。
(C) Amino group-containing compound (i) Ammonia, methylamine, ethylamine, n-propylamine, isopropylamine, monoethanolamine, n-propanolamine, isopropanolamine, aniline, cyclohexylamine, n-butylamine, n-pentylamine N-hexylamine, n-heptylamine, n-octylamine, n-nonylamine, n-decylamine, n-undecylamine, n-dodecylamine, n-tridecylamine, n-tetradecylamine, n-penta Decylamine, cyclohexylamine, n-hexadecylamine, n-heptadecylamine, n-octadecylamine, n-eicosylamine, diethylamine, diethanolamine, dibutylamine, din-propanolamine, diisopropano Aliphatic or aromatic amine-containing compounds such as dimethylamine, N-methylethanolamine, N-ethylethanolamine; (ii) dimethylaminoethyl acrylate, diethylaminoethyl acrylate, dimethylaminomethyl acrylate, diethylaminomethyl acrylate, diacrylate and diethylamine Alkylaminoacrylates such as adducts of trimethylolpropane triacrylate and diethylamine; (iii) (meth) acrylamide, α-ethyl (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N-butoxymethyl (Meth) acrylamide, diacetone (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, N, N-diethyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl- -Styrenesulfonamide, N, N-dimethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminoethyl (meth) acrylate, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylate, N, N-diethylaminopropyl (meth) acrylate N- [2- (meth) acryloyloxyethyl] piperidine, N- [2- (meth) acryloyloxyethylene] pyrrolidine, N- [2- (meth) acryloyloxyethyl] morpholine, 4- (N, N- (Dimethylamino) styrene, 4- (N, N-diethylamino) styrene, 4-vinylpyridine, 2-dimethylaminoethyl vinyl ether, 2-diethylaminoethyl vinyl ether, 4-dimethylaminobutyl vinyl ether, 4-diethylaminobutyl vinyl ether, 6-di And alkylaminoalkyl vinyl ethers such as methylaminohexyl vinyl ether; (iv) polymers containing amino groups. These may be used alone or in combination of two or more.

(d)カルボキシル基含有化合物
(i)ギ酸、酢酸、プロピオン酸、イソ吉草酸、ヘキサン酸、ラウリン酸、ミルスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等の脂肪酸または高級脂肪などの飽和脂肪族モノカルボン酸類;(ii)シュウ酸、マロン酸、コハク酸等の飽和脂肪族ジカルボン酸類;(iii)2−アクリロイルオキシエチルコハク酸、3−アクリロイルオキシプロピルフタル酸等のエステル基を有する有機カルボン酸類;(iv)安息香酸、トルイル酸、サリチル酸等の炭素環カルボン酸類;(v)フランカルボン酸、チオフェンカルボン酸、ピリジンカルボン酸等の複素環カルボン酸類;(vi)アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸モノブチル、マレイン酸モノブチルなどの不飽和モノもしくはジカルボン酸類または不飽和二塩基酸類;(vii)無水酢酸、無水コハク酸、無水フタル酸などのカルボン酸由来の酸無水物類;(viii)ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸等の高分子カルボン酸類などが挙げられる。これらは単独で使用してもよく、2種類以上を併用してもよい。
(D) Carboxyl group-containing compound (i) Fatty acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, isovaleric acid, hexanoic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid Or saturated aliphatic monocarboxylic acids such as higher fats; (ii) saturated aliphatic dicarboxylic acids such as oxalic acid, malonic acid, and succinic acid; (iii) 2-acryloyloxyethyl succinic acid, 3-acryloyloxypropyl phthalic acid, etc. (Iv) carbocyclic carboxylic acids such as benzoic acid, toluic acid and salicylic acid; (v) heterocyclic carboxylic acids such as furan carboxylic acid, thiophene carboxylic acid and pyridine carboxylic acid; (vi) Acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid Unsaturated mono- or dicarboxylic acids such as monobutyl itaconate, monobutyl maleate or unsaturated dibasic acids; (vii) acid anhydrides derived from carboxylic acids such as acetic anhydride, succinic anhydride, phthalic anhydride; (viii) Examples thereof include polymer carboxylic acids such as polyacrylic acid and polymethacrylic acid. These may be used alone or in combination of two or more.

(e)イソシアネート基含有化合物
(i)シクロヘキシルイソシアネート、n−デシルイソシアネート、n−ウンデシルイソシアネート、n−ドデシルイソシアネート、n−トリデシルイソシアネート、n−テトラデシルイソシアネート、n−ペンタデシルイソシアネート、n−ヘキサデシルイソシアネート、n−ヘプタデシルイソシアネート、n−オクタデシルイソシアネート、n−エイコシルイソシアネート、フェニルイソシアネート、ナフチルイソシアネート等のイソシアネート化合物;(ii)カルボジイミド化合物に使用されるようなイソシアネート基を2個以上有するイソシアネート化合物などが挙げられる。
(E) Isocyanate group-containing compound (i) Cyclohexyl isocyanate, n-decyl isocyanate, n-undecyl isocyanate, n-dodecyl isocyanate, n-tridecyl isocyanate, n-tetradecyl isocyanate, n-pentadecyl isocyanate, n-hexa Isocyanate compounds such as decyl isocyanate, n-heptadecyl isocyanate, n-octadecyl isocyanate, n-eicosyl isocyanate, phenyl isocyanate, naphthyl isocyanate; (ii) isocyanate compounds having two or more isocyanate groups as used in carbodiimide compounds Etc.

(f)エポキシ含有化合物
(i)ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ヘキサメチレングリコールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジオールジグリシジルエーテル、グリセリントリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル等の脂肪族多価アルコールのグリシジルエーテル類;(ii)ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリテトラメチレングリコールジグリシジルエーテル等のポリアルキレングリコールのグリシジルエーテル類;(iii)ポリエステル樹脂系のポリグリシジル化物;(iv)ポリアミド樹脂系のポリグリシジル化物;(v)ビスフェノールA系のエポキシ樹脂;(vi)フェノールノボラック系のエポキシ樹脂;(vii)エポキシウレタン樹脂;(viii)グリシジル(メタ)アクリレート、(β−メチル)グリシジル(メタ)アクリレート、3,4−エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート、アリルグリシジルエーテル、3,4−エポキシビニルシクロヘキサン、ジ(β−メチル)グリシジルマレート、ジ(β−メチル)グリシジルフマレート等のエポキシ基含有単量体等が挙げられる。
(F) Epoxy-containing compound (i) Neopentyl glycol diglycidyl ether, 1,6-hexanediol diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, hexamethylene glycol diglycidyl ether, cyclohexanediol diglycidyl ether Glycidyl ethers of aliphatic polyhydric alcohols such as glycerin triglycidyl ether, trimethylolpropane triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether; (ii) polyethylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, polytetramethylene glycol di Glycidyl ethers of polyalkylene glycols such as glycidyl ether; (i (ii) Polyglycidylated product of polyester resin; (iv) Polyglycidylated product of polyamide resin; (v) Bisphenol A epoxy resin; (vi) Phenol novolac epoxy resin; (vii) Epoxy urethane resin; (viii) ) Glycidyl (meth) acrylate, (β-methyl) glycidyl (meth) acrylate, 3,4-epoxycyclohexyl (meth) acrylate, allyl glycidyl ether, 3,4-epoxyvinylcyclohexane, di (β-methyl) glycidyl malate And epoxy group-containing monomers such as di (β-methyl) glycidyl fumarate.

なお、エポキシ化合物は、市販品を用いることもでき、例えば、ナガセケムテック(株)製の「デナコール」シリーズ、「デナコールEX−611」、−612、−614、−614B、−622、−512、−521、−411、−421、−313、−314、−321、−201、−211、−212、−252、−810、−811、−850、−851、−821、−830、−832、−841、−861、−911、−941、−920、−931、−721、−111、−212L、−214L、−216L、−321L、−850L、−1310、−1410、−1610、−610U等のエポキシ化合物を用いてもよい。   In addition, a commercial item can also be used for an epoxy compound, for example, "Denacol" series, "Denacol EX-611", -612, -614, -614B, -622, -512 by Nagase Chemtech Co., Ltd. -521, -411, -421, -313, -314, -321, -201, -211, -212, -252, -810, -811, -850, -851, -821, -830,- 832, -841, -861, -911, -941, -920, -931, -721, -111, -212L, -214L, -216L, -321L, -850L, -1310, -1410, -1610, Epoxy compounds such as −610U may be used.

また、環境負荷の低減という観点から、水溶性のカルボジイミド化合物を用いてもよい。
水溶性のカルボジイミド化合物としては、例えば、カルボジイミド化合物の末端に親水性セグメントを有するものが挙げられる。この親水性セグメントとしては、次で示される残基のうち少なくとも1種を用いればよい。
Further, from the viewpoint of reducing environmental burden, a water-soluble carbodiimide compound may be used.
Examples of the water-soluble carbodiimide compound include those having a hydrophilic segment at the end of the carbodiimide compound. As the hydrophilic segment, at least one of the following residues may be used.

(g)式(6)で表される反応性ヒドロキシル基を少なくとも一つ有するアルキルスルホン酸塩の残基
6−SO3−R5−OH (6)
(式中、R5は、1〜10のアルキレン基を、R6は、アルカリ金属を示す。)
アルキルスルホン酸塩としては、例えば、ヒドロキシエタンスルホン酸ナトリウム、ヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウム等が挙げられ、中でもヒドロキシプロパンスルホン酸ナトリウムが好ましい。
(G) Residue of alkyl sulfonate having at least one reactive hydroxyl group represented by formula (6) R 6 —SO 3 —R 5 —OH (6)
(In the formula, R 5 represents an alkylene group of 1 to 10, and R 6 represents an alkali metal.)
Examples of the alkyl sulfonate include sodium hydroxyethane sulfonate and sodium hydroxypropane sulfonate, and among them, sodium hydroxypropane sulfonate is preferable.

(h)式(7)で表されるジアルキルアミノアルコールの残基の四級塩
(R72−N−R8−OH (7)
(式中、R7は、炭素数1〜4の低級アルキル基、R8は、炭素数1〜10のアルキレン基またはオキシアルキレン基を示す。)
ジアルキルアミノアルコールとしては、例えば、2−ジメチルアミノエタノール、2−ジエチルアミノエタノール、3−ジメチルアミノ−1−プロパノール、3−ジエチルアミノ−1−プロパノール、3−ジエチルアミノ−2−プロパノール、5−ジエチルアミノ−2−プロパノール、2−(ジ−n−ブチルアミノ)エタノール等が挙げられ、中でも2−ジメチルアミノエタノールが好ましい。
(H) Quaternary salt of residue of dialkylamino alcohol represented by formula (7) (R 7 ) 2 —N—R 8 —OH (7)
(In the formula, R 7 represents a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 8 represents an alkylene group or oxyalkylene group having 1 to 10 carbon atoms.)
Examples of the dialkylamino alcohol include 2-dimethylaminoethanol, 2-diethylaminoethanol, 3-dimethylamino-1-propanol, 3-diethylamino-1-propanol, 3-diethylamino-2-propanol, and 5-diethylamino-2- Examples include propanol and 2- (di-n-butylamino) ethanol. Among them, 2-dimethylaminoethanol is preferable.

(i)式(8)で表されるアミン残基
(R72−NR’−R8−OH (8)
(式中、R7,R8は、上記化学式(7)と同じであり、R’は、四級化剤由来の基を示す)
四級化剤としては、ジメチル硫酸、p−トルエンスルホン酸メチル等が挙げられる。
(I) Amine residue represented by formula (8) (R 7 ) 2 —NR′—R 8 —OH (8)
(Wherein R 7 and R 8 are the same as those in the chemical formula (7), and R ′ represents a group derived from a quaternizing agent)
Examples of the quaternizing agent include dimethyl sulfate and methyl p-toluenesulfonate.

(j)式(9)で表される反応性ヒドロキシル基を少なくとも1つ有する、アルコキシ基末端封止されたポリ(アルキレンオキサイド)の残基
9−(O−CHR10−CH2o−OH (9)
(式中、R9は、炭素数1〜4の低級アルキル基、R10は、水素原子またはメチル基を示し、oは、2〜30の整数である。)
ポリ(アルキレンオキサイド)としては、例えば、ポリ(エチレンオキサイド)モノメチルエーテル、ポリ(エチレンオキサイド)モノエチルエーテル、ポリ(エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド)モノメチルエーテル、ポリ(エチレンオキサイド・プロピレンオキサイド)モノエチルエーテル等が挙げられ、中でもポリ(エチレンオキサイド)モノメチルエーテルが好ましい。
(J) Residue of poly (alkylene oxide) having at least one reactive hydroxyl group represented by the formula (9) and end-capped with an alkoxy group R 9 — (O—CHR 10 —CH 2 ) o — OH (9)
(In the formula, R 9 represents a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 10 represents a hydrogen atom or a methyl group, and o is an integer of 2 to 30.)
Examples of the poly (alkylene oxide) include poly (ethylene oxide) monomethyl ether, poly (ethylene oxide) monoethyl ether, poly (ethylene oxide / propylene oxide) monomethyl ether, poly (ethylene oxide / propylene oxide) monoethyl ether, and the like. Among them, poly (ethylene oxide) monomethyl ether is preferable.

以上で説明したイソシアネート基と反応する化合物は、単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。
なお、イソシアネート基と反応する化合物は、上記(a)〜(j)に記載の代表的な化合物に限らず、その他のイソシアネート基と反応する官能基または結合基を有する化合物(例えば、酸無水物類等)を用いてもよい。
The compound which reacts with the isocyanate group demonstrated above may be used independently, and may use 2 or more types together.
In addition, the compound which reacts with an isocyanate group is not limited to the representative compounds described in the above (a) to (j), but is a compound having a functional group or a linking group which reacts with other isocyanate groups (for example, acid anhydrides). Or the like) may be used.

特に、電子材料用途においては、難燃剤を有機樹脂に添加してなる組成物は、難燃剤の性質や成形性等を考慮すると、有機樹脂および有機溶媒に対する高分散性が求められると同時にエッチング処理等に必要な耐酸性、誘電率や導電率、耐マイグレーション性等の電気的性質への悪影響等を防止するため耐水性等が非常に重要となる。このため、末端封止セグメントは、親水性よりも親油性であることが好ましく、得られる化合物は水溶性でないことが好ましい。
上記化合物得るための末端封止剤としては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ドデシルアルコール、オクタノール等の水酸基含有化合物;シュウ酸、サリチル酸、ラウリン酸、ミルスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸等のカルボキシル基含有化合物;メタンチオール、エタンチオール、プロパンチオール、アンモニア等のメルカプト基含有化合物;メチルアミン、エチルアミン、ジブチルアミン、シクロヘキシルアミン、n−ドデシルアミン等のアミノ基含有化合物等が好ましいが、樹脂への分散性、製造コスト等を考慮すると、特に、ドデシルアルコール、オクタノール;ジブチルアミン、シクロヘキシルアミン;ラウリン酸、ミルスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキン酸、オレイン酸等のカルボキシル基含有化合物等が好適である。
In particular, in electronic material applications, a composition obtained by adding a flame retardant to an organic resin is required to have high dispersibility in an organic resin and an organic solvent in consideration of the properties and moldability of the flame retardant, and at the same time etching treatment. In order to prevent adverse effects on the electrical properties such as acid resistance, dielectric constant, electrical conductivity, migration resistance, etc. necessary for the above, water resistance and the like are very important. For this reason, the end-capping segment is preferably lipophilic rather than hydrophilic, and the resulting compound is preferably not water-soluble.
Examples of the end-capping agent for obtaining the above compound include hydroxyl group-containing compounds such as methanol, ethanol, propanol, dodecyl alcohol, octanol; oxalic acid, salicylic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, arachidic acid, Carboxyl group-containing compounds such as oleic acid, linoleic acid and linolenic acid; mercapto group-containing compounds such as methanethiol, ethanethiol, propanethiol and ammonia; amino such as methylamine, ethylamine, dibutylamine, cyclohexylamine and n-dodecylamine Group-containing compounds are preferred, but considering dispersibility in resins, production costs, etc., dodecyl alcohol, octanol; dibutylamine, cyclohexylamine; lauric acid, myristic acid, palmitic acid, Phosphoric acid, arachidic acid, carboxyl group-containing compounds such as oleic acid are preferred.

本発明の難燃剤(カルボジイミド基含有有機層を備えた無機水酸化物、以下同様)は、難燃剤の有機溶媒または有機樹脂への分散性という点から、分散媒としてテトラヒドロフラン(以下THFという)を用いた場合において、下記式を満たすことが好ましい。
表面未処理無機水酸化物の粒子径分布の標準偏差(A1)とカルボジイミド基含有有機層を備えた無機水酸化物の粒子径分布の標準偏差(A2)との関係が、(A2)/(A1)≦1.0である。
The flame retardant of the present invention (inorganic hydroxide having a carbodiimide group-containing organic layer, the same shall apply hereinafter) uses tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF) as a dispersion medium from the viewpoint of dispersibility of the flame retardant in an organic solvent or an organic resin. When used, it is preferable to satisfy the following formula.
The relationship between the standard deviation (A 1 ) of the particle size distribution of the surface untreated inorganic hydroxide and the standard deviation (A 2 ) of the particle size distribution of the inorganic hydroxide having the carbodiimide group-containing organic layer is (A 2 ) / (A 1 ) ≦ 1.0.

また、同じく難燃剤の有機溶媒または有機樹脂への分散性の観点から、本発明の難燃剤は、分散媒としてTHFを用いた場合において、下記式を満たすことが好ましい。
表面未処理無機水酸化物の体積平均粒子径(M1)と、カルボジイミド基含有有機層を備えた無機水酸化物の体積平均粒子径(M2)との関係が、(M2)/(M1)≦1.0である。
Similarly, from the viewpoint of dispersibility of the flame retardant in an organic solvent or an organic resin, the flame retardant of the present invention preferably satisfies the following formula when THF is used as a dispersion medium.
The relationship between the volume average particle diameter (M 1 ) of the surface untreated inorganic hydroxide and the volume average particle diameter (M 2 ) of the inorganic hydroxide provided with the carbodiimide group-containing organic layer is (M 2 ) / ( M 1 ) ≦ 1.0.

さらに、難燃剤の親油性、成形体成形時の有機樹脂に対する分散性、成形後の物理的性質等の観点から、本発明の難燃剤は、分散媒としてpH7の水を用いた場合において、下記式を満たすことが好ましい。
表面未処理無機水酸化物の粒径分布の標準偏差(A3)と、カルボジイミド基含有有機層を備えた無機水酸化物の粒径分布の標準偏差(A4)との関係が、(A4)/(A3)>1.0である。
さらに好ましくは、成形時の有機樹脂に対する分散性、成形後の物理的性質等を考慮すると、(A4)/(A3)>1.5であり、最適は(A4)/(A3)>1.8である。
Furthermore, from the viewpoint of the lipophilicity of the flame retardant, the dispersibility of the flame retardant in the organic resin during molding, the physical properties after molding, etc., the flame retardant of the present invention is as follows when water at pH 7 is used as the dispersion medium. It is preferable to satisfy the formula.
The relationship between the standard deviation (A 3 ) of the particle size distribution of the surface untreated inorganic hydroxide and the standard deviation (A 4 ) of the particle size distribution of the inorganic hydroxide provided with the carbodiimide group-containing organic layer is (A 4 ) / (A 3 )> 1.0.
More preferably, considering dispersibility of the organic resin during molding, physical properties after molding, etc., (A 4 ) / (A 3 )> 1.5, and the optimum is (A 4 ) / (A 3 )> 1.8.

また、同じく充填材の親油性、成形体成形時の有機樹脂に対する分散性、成形後の物理的性質等の観点から、本発明の難燃剤は、分散媒としてpH7の水を用いた場合において、下記式を満たすことが好ましい。
表面未処理無機水酸化物の体積平均粒子径(M3)と、カルボジイミド基含有有機層を備えた無機水酸化物の体積平均粒子径(M4)とが、(M4)/(M3)>1.0
さらに好ましくは、成形時の有機樹脂に対する分散性、成形後の物理的性質等を考慮すると、(M4)/(M3)>1.2であり、最適は(M4)/(M3)>1.5である。
Similarly, from the viewpoint of lipophilicity of the filler, dispersibility to the organic resin during molding, physical properties after molding, and the like, the flame retardant of the present invention, when water at pH 7 is used as a dispersion medium, It is preferable to satisfy the following formula.
The volume average particle diameter (M 3 ) of the surface untreated inorganic hydroxide and the volume average particle diameter (M 4 ) of the inorganic hydroxide provided with the carbodiimide group-containing organic layer are (M 4 ) / (M 3 )> 1.0
More preferably, considering the dispersibility of the organic resin during molding, physical properties after molding, etc., (M 4 ) / (M 3 )> 1.2, and the optimum is (M 4 ) / (M 3 )> 1.5.

以上における体積平均粒子径は、レーザー回折・散乱式や、動的光散乱式の粒度分析計による測定値であり、より詳しくは、THFまたはpH7の水に無機物を添加してこれを分散させて調製した、使用する粒度分析計で測定可能な濃度の試料を用いて測定した値である。
ここで、標準偏差は測定した粒度分布の分布幅の目安となるもので以下の式により計算した値である。
標準偏差=(d84%−d16%)/2
d84%:累積カーブが84%となる点の体積平均粒子径(マイクロメートル)
d16%:累積カーブが16%となる点の体積平均粒子径(マイクロメートル)
なお、「表面未処理無機水酸化物」とは、カルボジイミド基含有有機層を有しないだけでなく、その他の表面修飾がなされていない(表面処理剤で処理されていない)無機水酸化物を意味する。また、表面未処理無機水酸化物およびカルボジイミド基含有有機層を備えた無機水酸化物を構成するそれぞれの無機水酸化物は同一のものである。
The above volume average particle diameter is a value measured by a particle size analyzer of a laser diffraction / scattering type or a dynamic light scattering type. More specifically, an inorganic substance is added to THF or pH 7 water and dispersed. It is the value measured using the prepared sample of the density | concentration measurable with the particle size analyzer to be used.
Here, the standard deviation is a measure of the distribution width of the measured particle size distribution, and is a value calculated by the following equation.
Standard deviation = (d84% −d16%) / 2
d84%: Volume average particle diameter at the point where the cumulative curve is 84% (micrometer)
d16%: Volume average particle diameter at the point where the cumulative curve is 16% (micrometer)
“Surface untreated inorganic hydroxide” means an inorganic hydroxide not only having no carbodiimide group-containing organic layer but also having no other surface modification (not treated with a surface treatment agent). To do. Moreover, each inorganic hydroxide which comprises the inorganic hydroxide provided with the surface untreated inorganic hydroxide and the carbodiimide group containing organic layer is the same.

以下、本発明の難燃剤の製造方法について説明する。
本発明におけるカルボジイミド基含有有機層は、カルボジイミド基含有化合物のみからなる層、カルボジイミド基を含有しない有機化合物からなる層に対してカルボジイミド基を付与した層のどちらでもよい。
ここで、「カルボジイミド基を含有しない有機化合物からなる層に対してカルボジイミド基を付与した層」とは、カルボジイミド基を含有しない有機層に、グラフト的にカルボジイミド基含有化合物を結合させてなる層、またはカルボジイミド基を含有しない有機物とカルボジイミド基含有化合物との共重合体層などを意味する。
Hereinafter, the manufacturing method of the flame retardant of this invention is demonstrated.
The carbodiimide group-containing organic layer in the present invention may be either a layer composed only of a carbodiimide group-containing compound or a layer formed by adding a carbodiimide group to a layer composed of an organic compound not containing a carbodiimide group.
Here, "the layer which provided the carbodiimide group with respect to the layer which consists of an organic compound which does not contain a carbodiimide group" is a layer formed by grafting a carbodiimide group-containing compound to an organic layer not containing a carbodiimide group, Alternatively, it means a copolymer layer of an organic substance not containing a carbodiimide group and a carbodiimide group-containing compound.

本発明において、上記カルボジイミド基含有化合物からなる有機層を無機水酸化物表面に形成する場合は、無機水酸化物自体に存在する官能基、イオン成分または表面電荷と、直接または間接的にカルボジイミド基含有化合物とを共有結合、水素結合、配位結合、イオン結合等の化学結合より結合させればよい。
無機水酸化物とカルボジイミド基含有化合物との反応は、結合の種類に応じて公知の手法から適宜選択すればよい。例えば、重合により予め上記式(I),(1),(2)で示される化合物や、式(3),式(4)の繰り返し単位を含む(共)重合体を調製し、これらを無機水酸化物表面へ化学結合させる方法を挙げることができる。無機水酸化物表面とカルボジイミド基含有化合物の化学結合としては、共有結合、水素結合、配位結合等が挙げられる。
なお、無機水酸化物とカルボジイミド基含有化合物との結合反応としては、例えば、脱水反応、置換反応、付加反応、吸着反応、縮合反応等を用いることができる。
特に、無機物と有機成分が強固な結合を作ることから、共有結合が好ましい。
In the present invention, when the organic layer comprising the carbodiimide group-containing compound is formed on the surface of the inorganic hydroxide, the functional group, ionic component or surface charge present on the inorganic hydroxide itself, and the carbodiimide group directly or indirectly What is necessary is just to couple | bond a containing compound with chemical bonds, such as a covalent bond, a hydrogen bond, a coordination bond, and an ionic bond.
The reaction between the inorganic hydroxide and the carbodiimide group-containing compound may be appropriately selected from known methods depending on the type of bond. For example, a compound represented by the above formulas (I), (1), (2) and a (co) polymer containing repeating units of the formulas (3), (4) are prepared by polymerization, and these are inorganic. Examples thereof include a method of chemically bonding to the hydroxide surface. Examples of the chemical bond between the inorganic hydroxide surface and the carbodiimide group-containing compound include a covalent bond, a hydrogen bond, and a coordination bond.
In addition, as a coupling | bonding reaction of an inorganic hydroxide and a carbodiimide group containing compound, a dehydration reaction, a substitution reaction, an addition reaction, an adsorption reaction, a condensation reaction etc. can be used, for example.
In particular, a covalent bond is preferable because an inorganic substance and an organic component form a strong bond.

無機水酸化物自体が有する官能基を基にして有機層を形成する場合、予め反応性官能基を持つ化合物で無機水酸化物表面を修飾しておいても良い。このように表面修飾することで、無機水酸化物とカルボジイミド基含有有機層との結合をより強固にできる。
この反応性官能基としては、例えば、水酸基、アミノ基(好ましくは1級または2級)、カルボキシル基、チオール基、イソシアネート基、エポキシ基、ウレタン結合、尿素結合、アミド結合、酸無水物等)、重合性二重結合などが挙げられる。
When the organic layer is formed based on the functional group of the inorganic hydroxide itself, the surface of the inorganic hydroxide may be modified with a compound having a reactive functional group in advance. By thus surface modification, the bond between the inorganic hydroxide and the carbodiimide group-containing organic layer can be further strengthened.
Examples of the reactive functional group include a hydroxyl group, an amino group (preferably primary or secondary), a carboxyl group, a thiol group, an isocyanate group, an epoxy group, a urethane bond, a urea bond, an amide bond, and an acid anhydride). And polymerizable double bonds.

これらの反応性官能基を持つ化合物で無機水酸化物を修飾する方法としては、公知の種々の方法を採用できるが、導入する官能基に応じた表面処理剤で処理する方法が簡便である。
表面処理剤としては、例えば、オレイン酸等の不飽和脂肪酸、オレイン酸ナトリウム,オレイン酸カルシウム,オレイン酸カリウム等の不飽和脂肪酸金属塩、不飽和脂肪酸エステル、不飽和脂肪酸エ−テル、界面活性剤、ビニルトリメトキシシラン,3−アミノプロピルトリエトキシシラン,3−グリシドキシプロピルトリメトキシラン,メタクリロキシメチルトリメトキシシラン,メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン,3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン,3−クロロプロピルトリメトキシシラン等のシランカップリング剤、チタンアシレート,チタンアルコラート等のチタネートカップリング剤等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
なお、式(1),(2)で示されるカルボジイミド基含有化合物は、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤と同様の反応性を有する場合もあり、この場合には、無機水酸化物表面を表面処理しなくとも、効率よく無機水酸化物表面にカルボジイミド基含有有機層を形成できるという利点を有している。
As a method for modifying the inorganic hydroxide with a compound having these reactive functional groups, various known methods can be adopted, but a method of treating with a surface treatment agent according to the functional group to be introduced is simple.
Examples of the surface treatment agent include unsaturated fatty acids such as oleic acid, unsaturated fatty acid metal salts such as sodium oleate, calcium oleate, and potassium oleate, unsaturated fatty acid esters, unsaturated fatty acid ethers, and surfactants. , Vinyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, methacryloxymethyltrimethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-chloropropyl Examples include, but are not limited to, silane coupling agents such as trimethoxysilane, titanate coupling agents such as titanium acylate and titanium alcoholate.
In addition, the carbodiimide group-containing compound represented by the formulas (1) and (2) may have the same reactivity as the silane coupling agent and the titanate coupling agent. Even without surface treatment, there is an advantage that a carbodiimide group-containing organic layer can be efficiently formed on the surface of the inorganic hydroxide.

上記カルボジイミド基含有化合物からなる有機層を無機水酸化物表面に形成するその他の方法としては、無機水酸化物表面で重合反応を行い、(共)重合体層を形成させる方法がある。その具体的手法は特に限定されないが、例えば以下のようなものが挙げられる。
(a)カルボジイミド基を含む式(3)および/または(4)の繰り返し単位を与える原料モノマー(並びに必要に応じて式(5)の繰り返し単位を与えるモノマー)の(共)重合を無機水酸化物表面で行って、当該(共)重合体を無機水酸化物表面に化学的に結合させるとともに、(共)重合体鎖をのばし、カルボジイミド基含有有機層を形成する方法。
(b)カルボジイミド基を含まないモノマーの(共)重合を無機水酸化物表面で行って、当該(共)重合体と無機水酸化物とを化学的に結合させた後、当該(共)重合体のイソシアネート基またはカルボジイミド基と反応し得る基とカルボジイミド基含有有機物のイソシアネート基またはカルボジイミド基とを反応させて、式(3),(4)の構成単位を含む、カルボジイミド基含有有機層を得る方法。
As another method for forming the organic layer comprising the carbodiimide group-containing compound on the surface of the inorganic hydroxide, there is a method in which a polymerization reaction is performed on the surface of the inorganic hydroxide to form a (co) polymer layer. Although the specific method is not specifically limited, For example, the following is mentioned.
(A) Inorganic hydroxylation of (co) polymerization of a raw material monomer (and a monomer giving a repeating unit of formula (5) if necessary) which gives a repeating unit of formula (3) and / or (4) containing a carbodiimide group A method for forming a carbodiimide group-containing organic layer by chemically bonding the (co) polymer to the surface of the inorganic hydroxide and extending the (co) polymer chain.
(B) (co) polymerization of a monomer not containing a carbodiimide group is performed on the surface of the inorganic hydroxide to chemically bond the (co) polymer and the inorganic hydroxide, and then the (co) heavy By reacting the group capable of reacting with the isocyanate group or carbodiimide group of the coalescence with the isocyanate group or carbodiimide group of the carbodiimide group-containing organic substance, a carbodiimide group-containing organic layer containing the structural units of formulas (3) and (4) is obtained. Method.

(a)の場合は、まず、イソシアネート基またはカルボジイミド基と反応し得る基、および重合性官能基を有するモノマーと、例えば、式(I)のカルボジイミド基含有化合物とを反応させ、式(3)および/または(4)の繰り返し単位を与える原料モノマーを調製する。次に、この原料モノマー(および必要に応じて式(5)の繰り返し単位を与える原料モノマー)を、無機水酸化物の表面で(共)重合させ、この(共)重合体を、無機水酸化物表面に化学結合させるとともに、カルボジイミド基含有化合物鎖をのばしていくことで、カルボジイミド基含有有機層を形成する(一般的にgrafting fromと呼ばれる方法)。
(b)の場合は、まず、イソシアネート基またはカルボジイミド基と反応し得る基、および重合性官能基を有するモノマーを、無機水酸化物表面で(共)重合させ、無機水酸化物表面に化学結合させるとともに、ポリマー鎖をのばしてカルボジイミド基を含有しない有機物層を形成する。次に、この有機物層が有するイソシアネート基またはカルボジイミド基と反応し得る基と、例えば、式(I)のカルボジイミド化合物とを反応させることにより、カルボジイミド基含有有機層を形成する(一般的にgrafting fromとよばれる方法)。
In the case of (a), first, a group that can react with an isocyanate group or a carbodiimide group, and a monomer having a polymerizable functional group are reacted with, for example, a carbodiimide group-containing compound of the formula (I) to form the formula (3) And / or raw material monomers giving the repeating units of (4) are prepared. Next, this raw material monomer (and the raw material monomer which gives the repeating unit of the formula (5) if necessary) is (co) polymerized on the surface of the inorganic hydroxide, and this (co) polymer is converted to inorganic hydroxide. A carbodiimide group-containing organic layer is formed by chemically bonding to the surface of the product and extending the carbodiimide group-containing compound chain (generally called grafting from).
In the case of (b), first, a group capable of reacting with an isocyanate group or a carbodiimide group and a monomer having a polymerizable functional group are (co) polymerized on the surface of the inorganic hydroxide and chemically bonded to the surface of the inorganic hydroxide. At the same time, the polymer chain is extended to form an organic layer containing no carbodiimide group. Next, a carbodiimide group-containing organic layer is formed by reacting a group capable of reacting with the isocyanate group or carbodiimide group of the organic layer with, for example, a carbodiimide compound of the formula (I) (generally grafting from Called the method).

(共)重合法としては、付加重合、ポリ縮合、水素移動重合、付加縮合などが挙げられる。
付加重合としては、ラジカル重合、イオン重合、酸化アニオン重合、開環重合等が挙げられ、ポリ縮合としては、脱離重合、脱水素重合、脱窒素重合等が挙げられ、水素移動重合としては、ポリ付加、重付加、異性化重合、転移重合等が挙げられる。
特に、簡便であるとともに経済的に優れたポリマー製造法であり、種々の高分子の工業的な合成に多く用いられているという点から、ラジカル重合が好ましい。中でも、リビングラジカル重合は、まだ汎用的、工業的には使われていないが、容易にポリマーの分子量および分子量分布、並びにグラフト密度を制御することができる点において有用である。
Examples of the (co) polymerization method include addition polymerization, polycondensation, hydrogen transfer polymerization, and addition condensation.
Examples of the addition polymerization include radical polymerization, ionic polymerization, oxidation anion polymerization, ring-opening polymerization, and the like. Examples of the polycondensation include elimination polymerization, dehydrogenation polymerization, denitrogenation polymerization, and the like. Examples include polyaddition, polyaddition, isomerization polymerization, and transfer polymerization.
In particular, radical polymerization is preferable because it is a simple and economical method for producing a polymer and is frequently used for industrial synthesis of various polymers. Among them, the living radical polymerization is not yet used for general purposes or industrially, but is useful in that the molecular weight and molecular weight distribution of the polymer and the graft density can be easily controlled.

重合条件は特に限定されるものではなく、使用するモノマー等に応じて公知の種々の条件を用いればよい。
例えば、無機水酸化物表面でラジカル重合を行ってグラフト化する場合を例に挙げると、無機水酸化物上に存在する、あるいは導入された反応性官能基0.1molに対し、これと反応し得る官能基を有するモノマーの量は1〜300molであり、重合開始剤の使用量は、通常、0.005〜30molである。また、重合温度は、通常、−20〜1000℃であり、重合時間は、通常、0.2〜72時間である。
なお、重合を行うに際しては、分散剤、安定剤、乳化剤(界面活性剤)などの各種添加剤を、必要に応じて重合反応系内に加えることもできる。
The polymerization conditions are not particularly limited, and various known conditions may be used according to the monomers used.
For example, in the case of grafting by performing radical polymerization on the surface of an inorganic hydroxide, it reacts with 0.1 mol of a reactive functional group present or introduced on the inorganic hydroxide. The amount of the monomer having a functional group to be obtained is 1 to 300 mol, and the amount of the polymerization initiator used is usually 0.005 to 30 mol. Moreover, superposition | polymerization temperature is -20-1000 degreeC normally, and superposition | polymerization time is 0.2 to 72 hours normally.
In carrying out the polymerization, various additives such as a dispersant, a stabilizer, and an emulsifier (surfactant) can be added to the polymerization reaction system as necessary.

ラジカル重合に用いられる重合開始剤としては、公知のラジカル重合開始剤を使用できる。代表例としては、過酸化ベンゾイル、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、過硫酸ナトリウム、過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム等の過酸化物、アゾビスイソブチロニトリル、アゾビスメチルブチロニトリル、アゾビスイソバレロニトリル等のアゾ系化合物等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。   As a polymerization initiator used for radical polymerization, a known radical polymerization initiator can be used. Typical examples include benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, peroxides such as sodium persulfate, potassium persulfate, ammonium persulfate, azobisisobutyronitrile, azobismethylbutyronitrile. And azo compounds such as azobisisovaleronitrile, but are not limited thereto. These may be used alone or in combination of two or more.

重合に用いられる溶媒としては、特に限定されるものではなく、従来、高分子合成で用いられる一般的な溶媒を用いることができる。
具体例としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、セロソルブアセテート等のエステル類;ペンタン、2−メチルブタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、2−メチルペンタン、2,2−ジメチルブタン、2,3−ジメチルブタン、ヘプタン、n−オクタン、イソオクタン、2,2,3−トリメチルペンタン、デカン、ノナン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、p−メンタン、ジシクロヘキシル、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、アニソール(メトキシベンゼン)等の脂肪族または芳香族炭化水素類;四塩化炭素、トリクロロエチレン、クロロベンゼン、テトラブロムエタン等のハロゲン化炭化水素類;エチルエーテル、ジメチルエーテル、トリオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;メチラール、ジエチルアセタール等のアセタール類等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらは単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
また、本発明においては、イオン液体を反応溶媒として用いることもできる。イオン液体を用いることで、製造時間の短縮化を図ることができるとともに、有機溶媒の使用量をゼロまたは極少量に抑えることができ、しかもイオン液体は、再利用可能であるため、環境適応性、安全性を高めることもできる。さらに、上述した重合反応をイオン液体中で行えば、カルボジイミド基含有有機層の厚みをより一層向上でき、有機樹脂中での分散性により優れた難燃剤を得ることができる。
なお、イオン液体とは、液状の塩、特に、常温付近で液体となる塩の総称であり、イオンのみからなる溶媒である。
The solvent used for the polymerization is not particularly limited, and a general solvent conventionally used in polymer synthesis can be used.
Specific examples include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, ethyl propionate, and cellosolve acetate; pentane, 2-methylbutane, n-hexane, cyclohexane, 2- Methylpentane, 2,2-dimethylbutane, 2,3-dimethylbutane, heptane, n-octane, isooctane, 2,2,3-trimethylpentane, decane, nonane, cyclopentane, methylcyclopentane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane , P-menthane, dicyclohexyl, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene, anisole (methoxybenzene) and other aliphatic or aromatic hydrocarbons; carbon tetrachloride, trichloroethylene, chlorobenzene, te Halogenated hydrocarbons such as Raburomuetan; ethyl ether, dimethyl ether, trioxane, tetrahydrofuran and the like; methylal, although acetals such as diethyl acetal, and the like, but is not limited thereto. These may be used alone or in combination of two or more.
In the present invention, an ionic liquid can also be used as a reaction solvent. By using ionic liquids, production time can be shortened, and the amount of organic solvent used can be reduced to zero or extremely low. Moreover, ionic liquids can be reused, so they are environmentally adaptable. It can also increase safety. Furthermore, if the polymerization reaction described above is performed in an ionic liquid, the thickness of the carbodiimide group-containing organic layer can be further improved, and a flame retardant superior in dispersibility in an organic resin can be obtained.
The ionic liquid is a general term for liquid salts, in particular, salts that become liquid at around room temperature, and is a solvent composed only of ions.

本発明におけるイオン液体としては、特に限定されるものではないが、イオン液体を構成するカチオンが、アンモニウムカチオン、イミダゾリウムカチオンおよびピリジニウムカチオンから選ばれる少なくとも1種であることが好ましく、中でも、アンモニウムカチオンであることがより好ましい。
イミダゾリウムカチオンとしては、特に限定はなく、例えば、ジアルキルイミダゾリウムカチオン、トリアルキルイミダゾリウムカチオン等が挙げられ、具体的には、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムイオン、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムイオン、1,2,3−トリメチルイミダゾリウムイオン、1,2−ジメチル−3−エチルイミダゾリウムイオン、1,2−ジメチル−3−プロピルイミダゾリウムイオン、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムイオンなどが挙げられる。
上記ピリジニウムカチオンとしては、特に限定されるものではなく、例えば、N−プロピルピリジニウムイオン、N−ブチルピリジニウムイオン、1−ブチル−4−メチルピリジニウムイオン、1−ブチル−2,4−ジメチルピリジニウムイオンなどが挙げられる。
The ionic liquid in the present invention is not particularly limited, but the cation constituting the ionic liquid is preferably at least one selected from an ammonium cation, an imidazolium cation and a pyridinium cation. It is more preferable that
The imidazolium cation is not particularly limited, and examples thereof include a dialkyl imidazolium cation and a trialkyl imidazolium cation. Specific examples include 1-ethyl-3-methylimidazolium ion, 1-butyl-3- Methyl imidazolium ion, 1,2,3-trimethylimidazolium ion, 1,2-dimethyl-3-ethylimidazolium ion, 1,2-dimethyl-3-propylimidazolium ion, 1-butyl-2,3- Examples include dimethyl imidazolium ion.
The pyridinium cation is not particularly limited, and examples thereof include N-propylpyridinium ion, N-butylpyridinium ion, 1-butyl-4-methylpyridinium ion, 1-butyl-2,4-dimethylpyridinium ion, and the like. Is mentioned.

アンモニウムカチオンとしては、特に限定されるものではないが、脂肪族または脂環式4級アンモニウムイオンをカチオン成分とするものであることが好ましい。
これらの脂肪族および脂環式4級アンモニウムイオンとしても、特に限定されるものではなく、トリメチルプロピルアンモニウムイオン、トリメチルヘキシルアンモニウムイオン、テトラペンチルアンモニウムイオン、ジエチルメチル(2−メトキシエチル)アンモニウム、ジエチルメチル(2−メトキシエチル)アンモニウム、等の種々の4級アルキルアンモニウムイオン、N−ブチル−N−メチルピロリジニウムイオン、N−(2−メトキシエチル)−N−メチルピロリジニウムイオンなどが挙げられる。
Although it does not specifically limit as an ammonium cation, It is preferable that an aliphatic or alicyclic quaternary ammonium ion is used as a cation component.
These aliphatic and alicyclic quaternary ammonium ions are not particularly limited, but are trimethylpropylammonium ion, trimethylhexylammonium ion, tetrapentylammonium ion, diethylmethyl (2-methoxyethyl) ammonium, diethylmethyl. Examples include various quaternary alkyl ammonium ions such as (2-methoxyethyl) ammonium, N-butyl-N-methylpyrrolidinium ion, N- (2-methoxyethyl) -N-methylpyrrolidinium ion, and the like.

上記イオン液体を構成するアニオンとしては、特に限定されるものではなく、例えば、BF4 -、PF6 -、AsF6 -、SbF6 -、AlCl4 -、HSO4 -、ClO4 -、CH3SO3 -、CF3SO3 -、CF3CO2 -、(CF3SO22-、Cl-、Br-、I-等のアニオンを用いることができる。
好適なイオン液体としては、例えば、ジエチルメチル(2−メトキシエチル)アンモニウム ビス(トリフルオロメタンスルホンイミド)塩、ジエチルメチル(2−メトキシエチル)アンモニウム (テトラフルオロボレート)塩、N−(2−メトキシエチル)−N−メチルピロリジニウム ビストリフルオロメタンスルホニルイミド塩等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。
The anion constituting the ionic liquid is not particularly limited, and examples thereof include BF 4 , PF 6 , AsF 6 , SbF 6 , AlCl 4 , HSO 4 , ClO 4 , and CH 3. Anions such as SO 3 , CF 3 SO 3 , CF 3 CO 2 , (CF 3 SO 2 ) 2 N , Cl , Br and I can be used.
Suitable ionic liquids include, for example, diethylmethyl (2-methoxyethyl) ammonium bis (trifluoromethanesulfonimide) salt, diethylmethyl (2-methoxyethyl) ammonium (tetrafluoroborate) salt, N- (2-methoxyethyl) ) -N-methylpyrrolidinium bistrifluoromethanesulfonylimide salt and the like, but not limited thereto.

なお、本発明において、イオン液体は、それ単独で使用してもよく、重合反応溶媒で例示したような従来用いられている各種溶媒と混合して用いることもできる。
イオン液体と、従来の溶媒とを混合して用いる場合、その混合量は任意であるが、後処理の簡便性や、環境適応性および安全性などを考慮すると、混合溶媒中におけるイオン液体の濃度は、10質量%以上、特に、好ましくは50質量%以上、より好ましくは80〜100質量%であることが好適である。
In the present invention, the ionic liquid may be used alone or in combination with various conventionally used solvents such as those exemplified for the polymerization reaction solvent.
When mixing an ionic liquid and a conventional solvent, the mixing amount is arbitrary, but considering the ease of post-processing, environmental adaptability and safety, the concentration of the ionic liquid in the mixed solvent Is preferably 10% by mass or more, particularly preferably 50% by mass or more, and more preferably 80 to 100% by mass.

上記カルボジイミド基含有化合物からなる有機層を無機水酸化物表面に形成するさらに他の方法としては、無機水酸化物表面において、上述した有機イソシアネート化合物を、イソシアネートのカルボジイミド化を促進する触媒の存在下で共重合させ、カルボジイミド基含有有機層を形成する方法や、イソシアネート基またはカルボジイミド基と反応し得る基を有し、カルボジイミド基を有しない有機物層で覆われた無機水酸化物表面で、上述した有機イソシアネート化合物を、イソシアネートのカルボジイミド化を促進する触媒の存在下で重合させ、カルボジイミド基含有有機層を形成する方法が挙げられる。   As yet another method of forming an organic layer comprising the above carbodiimide group-containing compound on the surface of the inorganic hydroxide, the above-mentioned organic isocyanate compound is formed on the surface of the inorganic hydroxide in the presence of a catalyst that promotes carbodiimidization of the isocyanate. And a method for forming a carbodiimide group-containing organic layer, and an inorganic hydroxide surface having a group capable of reacting with an isocyanate group or a carbodiimide group and covered with an organic layer having no carbodiimide group, as described above. Examples include a method of polymerizing an organic isocyanate compound in the presence of a catalyst that promotes carbodiimidization of isocyanate to form a carbodiimide group-containing organic layer.

本発明の難燃剤において、カルボジイミド基含有有機層は、無機水酸化物に対して少なくとも0.1質量%以上存在することが好ましい。特に、難燃剤の有機樹脂中での分散性、並びに得られた成形品の電気的性質および機械的性質を考慮すると、より好ましくは0.3質量%以上、さらに好ましくは0.5質量%以上、最適は1.0質量%以上である。
なお、カルボジイミド基含有有機層の質量%は、密度計(アキュビック1330、(株)島津製作所製:ヘリウム雰囲気下)による密度の測定値から、有機層を有する無機水酸化物1cm3中の有機層の体積と無機水酸化物の体積を求め、それらの値から求めた計算値である。
In the flame retardant of the present invention, the carbodiimide group-containing organic layer is preferably present at least 0.1% by mass or more based on the inorganic hydroxide. In particular, considering the dispersibility of the flame retardant in the organic resin and the electrical and mechanical properties of the obtained molded product, it is more preferably 0.3% by mass or more, and further preferably 0.5% by mass or more. The optimum is 1.0% by mass or more.
In addition, the mass% of the carbodiimide group-containing organic layer is the organic layer in 1 cm 3 of the inorganic hydroxide having an organic layer, based on the density measured by a density meter (Accubic 1330, manufactured by Shimadzu Corporation: in a helium atmosphere). It is the calculated value which calculated | required the volume of this and the volume of the inorganic hydroxide, and calculated | required from those values.

カルボジイミド基含有有機層の厚みは、特に限定されるものではないが、難燃剤の有機樹脂中での分散性、並びに得られた成形品の電気的性質および機械的性質を考慮すると、粒子径、カルボジイミド樹脂の種類、被表面積等に依存するため、一概には言えないが、例えばμレベルだと好ましくは平均1nm以上、より好ましくは2nm以上、より一層好ましくは3nm以上である。なお、有機層の厚みは、密度計(アキュビック1330、(株)島津製作所製:ヘリウム雰囲気下)による密度の測定値から、難燃剤1cm3中の有機層の体積と無機水酸化物の体積および全表面積を求め、それらの値から求めた計算値である。このときの体積および表面積は。難燃剤が真球状であると仮定したものである。 The thickness of the carbodiimide group-containing organic layer is not particularly limited, but considering the dispersibility of the flame retardant in the organic resin, and the electrical and mechanical properties of the obtained molded product, Since it depends on the type of carbodiimide resin, the surface area to be coated, etc., it cannot be generally stated, but for example at the μ level, the average is preferably 1 nm or more, more preferably 2 nm or more, and even more preferably 3 nm or more. The thickness of the organic layer is determined based on the density measured by a density meter (Accubic 1330, manufactured by Shimadzu Corporation: in a helium atmosphere), and the volume of the organic layer and the volume of the inorganic hydroxide in 1 cm 3 of the flame retardant. The total surface area was calculated and calculated from these values. What is the volume and surface area at this time? It is assumed that the flame retardant is spherical.

本発明の無機−有機複合難燃性組成物を構成する有機樹脂としては、特に限定されるものではなく、例えば、ポリエチレン,ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン等のポリスチレン系樹脂、ポリ塩化ビニル,ポリ塩化ビニリデン等のポリハロゲン化ビニル誘導体樹脂、ポリ酢酸ビニル等のポリ酢酸ビニル誘導体樹脂、ポリメタクリル酸メチル等のポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリビニルメチルエーテル,ポリビニルエチルエーテル,ポリビニルイソブチルエーテル等のポリビニルエーテル類、ポリビニルメチルケトン,ポリビニルヘキシルケトン,ポリメチルイソプロペニルケトン等のポリビニルケトン類、ポリN−ビニルピロール,ポリN−ビニルカルバゾール,ポリN−ビニルインドール,ポリN−ビニルピロリドン等のポリN−ビニル化合物、フッ素系樹脂、ナイロン−6等のポリアミド類、ポリエステル類、ポリカーボネート、シリコ−ン、ポリアセタール、アセチルセルロース等の熱可塑性樹脂;エポキシ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、アルキド樹脂、不飽和ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂などが挙げられる。   The organic resin constituting the inorganic-organic composite flame retardant composition of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polystyrene resins such as polystyrene, polyvinyl chloride, Polyvinyl halide derivative resins such as polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate derivative resins such as polyvinyl acetate, poly (meth) acrylic resins such as polymethyl methacrylate, polyvinyl methyl ether, polyvinyl ethyl ether, polyvinyl isobutyl ether, etc. Polyvinyl ketones such as polyvinyl ethers, polyvinyl methyl ketone, polyvinyl hexyl ketone, polymethyl isopropenyl ketone, poly N-vinyl pyrrole, poly N-vinyl carbazole, poly N-vinyl indole, poly N-vinyl pyrrolide Such as poly N-vinyl compounds, fluororesins, polyamides such as nylon-6, polyesters, polycarbonates, silicones, polyacetals, acetylcellulose, etc .; epoxy resins, phenol resins, urea resins, melamine resins And thermosetting resins such as alkyd resins and unsaturated polyester resins.

中でも、環境適応性や、組成物の用途の多様性等を考慮すると、ポリスチレン系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリ酢酸ビニル等のカルボン酸ビニルエステル系樹脂、エポキシ系樹脂を用いることが好ましい。
難燃剤と有機樹脂との配合割合は、特に限定されるものではないが、難燃剤を配合することによる各種機能性向上効果と物性低下とのバランスを考えると、難燃剤(未処理無機水酸化物基準):有機樹脂=5:95(質量比)〜90:10(質量比)であることが好ましく、より好ましくは10:90(質量比)〜80:20(質量比)、より一層好ましくは15:85(質量比)〜85:15(質量比)である。
Among them, in consideration of environmental adaptability and variety of uses of the composition, polystyrene resins, polyolefin resins, poly (meth) acrylic resins, carboxylic acid vinyl ester resins such as polyvinyl acetate, epoxy resins, etc. Is preferably used.
The blending ratio of the flame retardant and the organic resin is not particularly limited, but considering the balance between various functional improvement effects and physical properties degradation by blending the flame retardant, the flame retardant (untreated inorganic hydroxylation) Standard): Organic resin = 5: 95 (mass ratio) to 90:10 (mass ratio) is preferable, more preferably 10:90 (mass ratio) to 80:20 (mass ratio), and even more preferably. Is 15:85 (mass ratio) to 85:15 (mass ratio).

組成物の調製は、難燃剤と有機樹脂とを任意の方法で混合すればよく、混合の際の溶媒を用いることもできる。
組成物の調製時に用いる溶媒としては特に限定されるものではなく、例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸エチル、セロソルブアセテート等のエステル類;ペンタン、2−メチルブタン、n−ヘキサン、シクロヘキサン、2−メチルペンタン、2,2−ジメチルブタン、2,3−ジメチルブタン、ヘプタン、n−オクタン、イソオクタン、2,2,3−トリメチルペンタン、デカン、ノナン、シクロペンタン、メチルシクロペンタン、メチルシクロヘキサン、エチルシクロヘキサン、p−メンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン等の脂肪族または芳香族炭化水素類;四塩化炭素、トリクロロエチレン、クロロベンゼン、テトラブロムエタン等のハロゲン化炭化水素類;エチルエーテル、ジメチルエーテル、トリオキサン、テトラヒドロフラン等のエーテル類;メチラール、ジエチルアセタール等のアセタール類;ニトロプロペン、ニトロベンゼン、ピリジン、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド等の硫黄、窒素含有有機化合物類等が挙げられる。有機樹脂の溶解性、成形性、成形効率等を考慮すると、アセトン、メチルエチルケトンメチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、トルエン、テトラヒドロフラン等が最適である。これらは単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
Preparation of a composition should just mix a flame retardant and organic resin by arbitrary methods, and can also use the solvent in the case of mixing.
The solvent used in preparing the composition is not particularly limited, and examples thereof include ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; esters such as ethyl acetate, butyl acetate, ethyl propionate, and cellosolve acetate; Pentane, 2-methylbutane, n-hexane, cyclohexane, 2-methylpentane, 2,2-dimethylbutane, 2,3-dimethylbutane, heptane, n-octane, isooctane, 2,2,3-trimethylpentane, decane, Nonane, cyclopentane, methylcyclopentane, methylcyclohexane, ethylcyclohexane, p-menthane, benzene, toluene, xylene, ethylbenzene and other aliphatic or aromatic hydrocarbons; carbon tetrachloride, trichloroethylene, chlorobenzene Halogenated hydrocarbons such as tetrabromoethane; ethers such as ethyl ether, dimethyl ether, trioxane and tetrahydrofuran; acetals such as methylal and diethyl acetal; sulfur and nitrogen such as nitropropene, nitrobenzene, pyridine, dimethylformamide and dimethyl sulfoxide Examples thereof include organic compounds. Considering the solubility, moldability, molding efficiency, etc. of the organic resin, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ketones such as cyclohexanone, toluene, tetrahydrofuran and the like are optimal. These may be used alone or in combination of two or more.

また、本発明の組成物では、当該組成物1g中における難燃剤の総表面積が2000cm2〜1000000cm2であることが好ましく、より好ましくは4000cm2〜600000cm2であり、より一層好ましくは10000cm2〜500000cm2であり、組成物の成形性や物理的性質等を考慮すると最適は13000cm2〜300000cm2である。
ここでの総表面積とは、有機樹脂に添加した全ての難燃剤の表面積を足した理論値を示す。なお、表面積は、難燃剤が真球状であると仮定したものであり、粒子径は体積平均粒子径である。
本発明の難燃剤は、有機樹脂および有機溶媒中での分散性に優れており、しかも有機樹脂中に高充填した場合でも、得られる成形品の電気的性質、機械的性質、耐熱性および吸水性の低下を招来しないため、組成物中に15質量%以上、総被表面積2000cm2(組成物1g中)以上という高割合で配合することができる。
Further, the compositions of the present invention preferably has a total surface area of the flame retardant in the composition 1g is 2000cm 2 ~1000000cm 2, more preferably 4000cm 2 ~600000cm 2, even more preferably 10000 cm 2 ~ a 500000cm 2, optimal and consider the formability and physical properties, etc. of the composition is 13000cm 2 ~300000cm 2.
Here, the total surface area indicates a theoretical value obtained by adding the surface areas of all flame retardants added to the organic resin. The surface area is based on the assumption that the flame retardant is spherical, and the particle size is a volume average particle size.
The flame retardant of the present invention is excellent in dispersibility in an organic resin and an organic solvent, and even when the organic resin is highly filled, the electrical properties, mechanical properties, heat resistance and water absorption of the resulting molded product are obtained. Therefore, the composition can be blended at a high ratio of 15% by mass or more and a total surface area of 2000 cm 2 (in 1 g of the composition) or more.

さらに、本発明の無機−有機複合難燃性組成物は、低膨張率であることが好ましい。また、以下に示す各特性(1)〜(3)を有するものであることが好ましい。なお、以下(1)〜(3)において、両組成物を構成する有機樹脂は同一である。また、本発明における組成物とは、難燃剤と有機樹脂とを単に混合してなる混合未定形状態の組成物に加え、この組成物を成形してなる成形物をも包含する概念である。   Furthermore, it is preferable that the inorganic-organic composite flame retardant composition of the present invention has a low expansion coefficient. Moreover, it is preferable that it has each characteristic (1)-(3) shown below. In the following (1) to (3), the organic resins constituting both compositions are the same. Further, the composition in the present invention is a concept including a molded product obtained by molding this composition in addition to a mixed amorphous composition obtained by simply mixing a flame retardant and an organic resin.

(1)無機−有機複合難燃性組成物の誘電率と、この無機−有機複合難燃性組成物中の難燃剤に代えて有機層を有しない無機水酸化物を無機水酸化物基準で同量添加した組成物(未処理無機水酸化物添加組成物)の誘電率とが、無機−有機複合難燃性組成物の誘電率/未処理無機水酸化物添加組成物の誘電率<1.0、好ましくは0.99を満たす。
この誘電率の比が1.0以上であると、無機水酸化物表面に形成したカルボジイミド含有有機層による誘電率増大防止効果が不充分となる。
なお、誘電率は、誘電率測定装置(4291Bインピーダンス・マテリアル・アナライザ、アジレント・テクノロジー社製)を用い、周波数1GHzで測定した値である。
(1) The dielectric constant of the inorganic-organic composite flame retardant composition and the inorganic hydroxide having no organic layer instead of the flame retardant in the inorganic-organic composite flame retardant composition on the basis of the inorganic hydroxide The dielectric constant of the composition added in the same amount (untreated inorganic hydroxide added composition) is the dielectric constant of the inorganic-organic composite flame retardant composition / dielectric constant of the untreated inorganic hydroxide added composition <1. 0.0, preferably 0.99.
When the dielectric constant ratio is 1.0 or more, the effect of preventing increase in dielectric constant by the carbodiimide-containing organic layer formed on the surface of the inorganic hydroxide becomes insufficient.
The dielectric constant is a value measured at a frequency of 1 GHz using a dielectric constant measuring apparatus (4291B impedance material analyzer, manufactured by Agilent Technologies).

(2)無機−有機複合難燃性組成物の弾性率と、この無機−有機複合難燃性組成物中の難燃剤に代えて有機層を有しない無機水酸化物を無機水酸化物基準で同量添加した組成物(未処理無機水酸化物添加組成物)の弾性率とが、無機−有機複合難燃性組成物の弾性率/未処理無機水酸化物添加組成物の弾性率>1.10、好ましくは1.20を満たす。
この弾性率の比が1.10以下であると、当該組成物を成形してなる成形物の機械的強度が弱くなる場合がある。なお、この理由は、有機樹脂に対する難燃剤の分散性が不充分となる結果であると推測される。
なお、弾性率は、熱分析レオロジーシステム(EXTAR600、セイコーインスツルメント(株)製)を用い、室温で測定した値である。
(2) The elastic modulus of the inorganic-organic composite flame retardant composition and the inorganic hydroxide having no organic layer in place of the flame retardant in the inorganic-organic composite flame retardant composition on the basis of the inorganic hydroxide The elastic modulus of the composition added in the same amount (untreated inorganic hydroxide added composition) is the elastic modulus of the inorganic-organic composite flame retardant composition / elastic modulus of the untreated inorganic hydroxide added composition> 1. .10, preferably 1.20.
When the elastic modulus ratio is 1.10 or less, the mechanical strength of a molded product obtained by molding the composition may be weakened. In addition, it is estimated that this reason is a result that the dispersibility of the flame retardant with respect to an organic resin becomes inadequate.
The elastic modulus is a value measured at room temperature using a thermal analysis rheology system (EXTAR600, manufactured by Seiko Instruments Inc.).

(3)無機−有機複合難燃性組成物の折り曲げ応力と、この無機−有機複合難燃性組成物中の難燃剤に代えて有機層を有しない無機水酸化物を無機水酸化物基準で同量添加した組成物(未処理無機水酸化物添加組成物)の折り曲げ応力とが、無機−有機複合難燃性組成物の折り曲げ応力/未処理無機水酸化物添加組成物の折り曲げ応力>1.00、好ましくは1.10を満たす。
この折り曲げ強度の比が1.00以下であると、当該組成物を成形してなる成形物の機械的強度が弱くなる場合がある。なお、この理由は、有機樹脂に対する難燃剤の分散性が不充分であることや、難燃剤と有機樹脂との密着性が低いことで起こる結果であると推測される。
(3) Bending stress of the inorganic-organic composite flame retardant composition and an inorganic hydroxide having no organic layer instead of the flame retardant in the inorganic-organic composite flame retardant composition on the basis of inorganic hydroxide The bending stress of the composition added with the same amount (untreated inorganic hydroxide added composition) is the bending stress of the inorganic-organic composite flame retardant composition / the bending stress of the untreated inorganic hydroxide added composition> 1. .00, preferably 1.10.
When the ratio of the bending strength is 1.00 or less, the mechanical strength of a molded product obtained by molding the composition may be weakened. In addition, it is estimated that this reason is a result which arises because the dispersibility of the flame retardant with respect to an organic resin is inadequate, or the adhesiveness of a flame retardant and organic resin is low.

本発明の難燃剤および無機−有機複合難燃性組成物の用途としては、特に限定されないが、電子材料分野、建築材料分野、自動車材料分野などの各種機能性が必要とされる材料に好適に用いることができる。
主に電子材料分野ではプリント配線材料として、大型コンピュータ、自動車用電子機器、情報・通信システム機、キャパシター内蔵基盤、携帯電話、AV機器、OA機器、半導体パッケージ、デジタル放送受信機、基地局パワーアンプ、車載用金属基板(電動パワーステアリング用基板)、計測機器、コンデンサ、サーバ、ルータ等のネットワーク機器等や、半導体パッケージやアンダーフィル等の封止材、電線被覆材料などに応用される。
Although it does not specifically limit as a use of the flame retardant of this invention and an inorganic-organic composite flame retardant composition, It is suitable for the material in which various functionality is required, such as an electronic material field | area, a building material field | area, and an automotive material field | area. Can be used.
Mainly in the field of electronic materials, as printed wiring materials, large computers, automotive electronic devices, information / communication systems, built-in capacitors, mobile phones, AV equipment, OA equipment, semiconductor packages, digital broadcast receivers, base station power amplifiers It is applied to in-vehicle metal substrates (electric power steering substrates), measuring devices, network devices such as capacitors, servers, routers, etc., sealing materials such as semiconductor packages and underfills, and wire covering materials.

以下、合成例、実施例および比較例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は、下記の実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although a synthesis example, an Example, and a comparative example are given and this invention is demonstrated more concretely, this invention is not limited to the following Example.

[1]カルボジイミド基含有化合物の合成
[合成例1]
300mlの三つ口フラスコに、4,4’−ジシクロメタンジイソシアネート(バイエル製、以下HMDIと示す)100gを入れ、触媒として1−フェニル−2−ホスホレン−1−オキシド(以下p−catと略す)0.5gを添加し、180℃、窒素バブリングで24時間攪拌した。得られたカルボジイミド化合物をトルエン(関東化学(株)製)35gで希釈し、0℃に冷却した後、攪拌しながら3−アミノプロピルトリエトキシシラン(シランカップリング剤、チッソ(株)製)40gをゆっくりと滴下した。0℃、窒素雰囲気下で12時間反応した後、IRスペクトルによりカルボジイミド化合物のイソシアネート基のピークが消えたことを確認し、反応を停止した。
[1] Synthesis of carbodiimide group-containing compound [Synthesis Example 1]
A 300 ml three-necked flask is charged with 100 g of 4,4′-dicyclomethane diisocyanate (manufactured by Bayer, hereinafter referred to as HMDI), and 1-phenyl-2-phospholene-1-oxide (hereinafter abbreviated as p-cat) as a catalyst. ) 0.5 g was added and stirred at 180 ° C. with nitrogen bubbling for 24 hours. The obtained carbodiimide compound was diluted with 35 g of toluene (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.), cooled to 0 ° C., and then stirred with stirring. 3-aminopropyltriethoxysilane (silane coupling agent, manufactured by Chisso Corporation) 40 g Was slowly added dropwise. After reacting at 0 ° C. under a nitrogen atmosphere for 12 hours, it was confirmed by IR spectrum that the peak of the isocyanate group of the carbodiimide compound had disappeared, and the reaction was stopped.

[合成例2]
300mlの三つ口フラスコに、1,3−ビス(1−イソシアナート−1−メチルエチル)ベンゼン(武田薬品工業(株)製、以下TMXDIと略す)100gを入れ、触媒としてp−cat2.0gを添加し180℃、窒素バブリング下で12時間反応させた。得られたカルボジイミド化合物10.0gにアミノスチレン(和光純薬工業(株)製)0.6g、n−ドデシルアミン(和光純薬工業(株)製)0.9gを0℃、窒素下で5時間反応させた。
[Synthesis Example 2]
In a 300 ml three-necked flask, 100 g of 1,3-bis (1-isocyanato-1-methylethyl) benzene (manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd., hereinafter abbreviated as TMXDI) is added, and p-cat 2.0 g as a catalyst. Was added and reacted at 180 ° C. under nitrogen bubbling for 12 hours. To 10.0 g of the obtained carbodiimide compound, 0.6 g of aminostyrene (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and 0.9 g of n-dodecylamine (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were added at 0 ° C. under nitrogen. Reacted for hours.

[2]難燃剤(カルボジイミド基含有有機層を有する無機水酸化物粒子)
[実施例1]
100mlのナスフラスコ中でシクロヘキサノン(和光純薬工業(株)製)40.0gに体積平均粒子径700nmのMg(OH)2(キスマ5Q:表面未処理Mg(OH)2、協和化学(株)製)10.0gをよく分散させた。続いて、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(シランカップリング剤、チッソ(株)製)0.03gを添加し、65℃で30分間攪拌した。その後、2,4−ジイソシアナトトルエン(武田薬品工業(株)製、以下TDIと略す)0.5g、触媒としてp−cat0.02gを添加し、65℃で1時間攪拌した後、さらに触媒としてp−cat0.02gと、末端封止剤としてn−ドデシルアルコール(関東化学(株)製)0.12gを添加し、70℃で約15時間加熱して反応させた。
反応終了後、未反応モノマー、Mg(OH)2粒子と結合していないカルボジイミド化合物を除くため、Mg(OH)2粒子をテトラヒドロフラン(和光純薬工業(株)製、以下、THFと略す)で洗浄、吸引ろ過を4回繰り返した。洗浄後、この粒子のIRスペクトルをFT−IR8900((株)島津製作所製)で測定したところ、2200cm-1付近にカルボジイミド基の吸収が現れたことから、カルボジイミド化合物が水酸化マグネシウム表面に化学結合されたことが確認された。
なお、上記体積平均粒子径は、粒度分析計(MICROTRACHRA9320−X100、日機装(株)製)により測定した値である。
[2] Flame retardant (inorganic hydroxide particles having a carbodiimide group-containing organic layer)
[Example 1]
In a 100 ml eggplant flask, 40.0 g of cyclohexanone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Mg (OH) 2 having a volume average particle diameter of 700 nm (Kisuma 5Q: surface untreated Mg (OH) 2 , Kyowa Chemical Co., Ltd.) (Product made) 10.0 g was well dispersed. Subsequently, 0.03 g of 3-aminopropyltriethoxysilane (silane coupling agent, manufactured by Chisso Corporation) was added and stirred at 65 ° C. for 30 minutes. Thereafter, 0.5 g of 2,4-diisocyanatotoluene (manufactured by Takeda Pharmaceutical Co., Ltd., hereinafter abbreviated as TDI) and 0.02 g of p-cat as a catalyst were added and stirred at 65 ° C. for 1 hour. P-cat 0.02 g and n-dodecyl alcohol (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) 0.12 g as an end-capping agent were added and reacted at 70 ° C. for about 15 hours.
After completion of the reaction, to remove carbodiimide compound that is not bound to the unreacted monomer, Mg (OH) 2 particles, Mg (OH) 2 particles tetrahydrofuran (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., hereinafter abbreviated as THF) Washing and suction filtration were repeated 4 times. After washing, the IR spectrum of this particle was measured with FT-IR8900 (manufactured by Shimadzu Corporation). Absorption of a carbodiimide group appeared near 2200 cm −1 , and the carbodiimide compound was chemically bonded to the surface of magnesium hydroxide. Was confirmed.
In addition, the said volume average particle diameter is the value measured with the particle size analyzer (MICROTRACHRA9320-X100, Nikkiso Co., Ltd. product).

[実施例2]
100mlのナスフラスコ中でシクロヘキサノン(和光純薬工業(株)製)40.0gに体積平均粒子径700nmのMg(OH)2(キスマ5Q:表面未処理Mg(OH)2、協和化学(株)製)10.0gをよく分散させた。続いて合成例1で得られた化合物を1.0g添加し、65℃で15時間攪拌した。その後、Mg(OH)2粒子と結合していない合成例1で得られた化合物を取り除くためにMg(OH)2粒子をテトラヒドロフラン(和光純薬工業(株)製、以下、THFと略す)で洗浄、吸引ろ過を2回繰り返した。洗浄後、この粒子のIRスペクトルをFT−IR8900((株)島津製作所製)で測定したところ、2200cm-1付近にカルボジイミド基の吸収が現れたことから、合成例1で得られたカルボジイミド化合物が、Mg(OH)2粒子上に化学結合されたことが確認された。なお、カルボジイミド化合物の重合度は4.5であった。
[Example 2]
In a 100 ml eggplant flask, 40.0 g of cyclohexanone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Mg (OH) 2 having a volume average particle diameter of 700 nm (Kisuma 5Q: surface untreated Mg (OH) 2 , Kyowa Chemical Co., Ltd.) (Product made) 10.0 g was well dispersed. Subsequently, 1.0 g of the compound obtained in Synthesis Example 1 was added and stirred at 65 ° C. for 15 hours. Thereafter, in Mg (OH) to remove the compound obtained in Synthesis Example 1 which is not bonded to 2 particles Mg (OH) 2 particles in tetrahydrofuran (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., hereinafter abbreviated as THF) Washing and suction filtration were repeated twice. After washing, the IR spectrum of the particles was measured with FT-IR8900 (manufactured by Shimadzu Corporation). Absorption of a carbodiimide group appeared in the vicinity of 2200 cm −1 , so that the carbodiimide compound obtained in Synthesis Example 1 was It was confirmed that they were chemically bonded on the Mg (OH) 2 particles. The degree of polymerization of the carbodiimide compound was 4.5.

[実施例3]
100mlの三つ口フラスコ中でシクロヘキサノン40.0gに体積平均粒子径700nmのMg(OH)2(キスマ5Q:表面未処理Mg(OH)2、協和化学(株)製)10.0gをよく分散させた溶液に、トリメトキシシラン(シランカップリング剤、チッソ(株)製)0.12gを添加し、65℃で30分間反応させた。その後、スチレン(関東化学(株)製)7.6g、メタクリル酸(関東化学(株)製)0.4g、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(関東化学(株)製)0.08gを添加し、70℃で15時間反応させた。
反応終了後、未反応モノマー、およびMg(OH)2粒子と結合していないポリマーを取り除くため、水酸化マグネシウム粒子をTHFで洗浄、吸引ろ過を4回繰り返した。洗浄後、この粒子のIRスペクトルをFT−IR8900((株)島津製作所製)で測定したところ、1720cm-1付近にカルボン酸由来の吸収が、700cm-1付近にベンゼン環由来の吸収が見られたことから、カルボン酸とスチレンの共重合ポリマーが、Mg(OH)2粒子上に化学結合されたことが確認された。
[Example 3]
In a 100 ml three-necked flask, 10.0 g of Mg (OH) 2 (Kisuma 5Q: surface untreated Mg (OH) 2 , manufactured by Kyowa Chemical Co., Ltd.) having a volume average particle size of 700 nm is well dispersed in 40.0 g of cyclohexanone. To the solution, 0.12 g of trimethoxysilane (silane coupling agent, manufactured by Chisso Corporation) was added and reacted at 65 ° C. for 30 minutes. Thereafter, 7.6 g of styrene (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), 0.4 g of methacrylic acid (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), and 0.08 g of azobisisobutyronitrile (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) as an initiator were added. The mixture was added and reacted at 70 ° C. for 15 hours.
After completion of the reaction, magnesium hydroxide particles were washed with THF and suction filtration was repeated four times in order to remove unreacted monomers and polymers not bonded to Mg (OH) 2 particles. After washing, when the IR spectrum of the particles was measured by FT-IR8900 ((Ltd.) manufactured by Shimadzu Corporation), absorption derived from a carboxylic acid in the vicinity of 1720 cm -1 is absorption from the benzene ring was observed at around 700 cm -1 From this, it was confirmed that the copolymer of carboxylic acid and styrene was chemically bonded onto the Mg (OH) 2 particles.

引き続き、50ml三つ口フラスコ中でシクロヘキサノン(大伸化学工業(株)製)20gに上記ポリマー層を形成したMg(OH)2粒子10gをよく分散させた溶液に、TDI0.3gを添加し、65℃で1時間、攪拌した。後触媒としてp−cat0.02gと末端封止剤としてn−ドデシルアルコール0.12gを添加し、70℃で15時間反応させた。反応終了後、未反応モノマーを取り除くため、Mg(OH)2粒子をTHFで洗浄、吸引ろ過を4回繰り返した。洗浄後、この粒子のIRスペクトルを再び測定したところ、2200cm-1付近にカルボジイミド基の吸収が新たに現れたことから、カルボジイミド化合物が、メタクリル酸とスチレンとの共重合ポリマー中のカルボキシル基と反応し、スチレン−メタクリル酸共重合体にグラフト化されたことが確認された。 Subsequently, 0.3 g of TDI was added to a solution in which 10 g of Mg (OH) 2 particles in which the above polymer layer was formed was well dispersed in 20 g of cyclohexanone (Daishin Chemical Industry Co., Ltd.) in a 50 ml three-necked flask, Stir at 65 ° C. for 1 hour. 0.02 g of p-cat as a post-catalyst and 0.12 g of n-dodecyl alcohol as an end-capping agent were added and reacted at 70 ° C. for 15 hours. After the reaction, in order to remove unreacted monomers, the Mg (OH) 2 particles were washed with THF and suction filtration was repeated 4 times. When the IR spectrum of the particles was measured again after washing, absorption of a carbodiimide group newly appeared in the vicinity of 2200 cm −1 , so that the carbodiimide compound reacted with the carboxyl group in the copolymer of methacrylic acid and styrene. It was confirmed that the styrene-methacrylic acid copolymer was grafted.

[実施例4]
100mlの三つ口フラスコ中でシクロヘキサノン40.0gに体積平均粒子径700nmのMg(OH)2(キスマ5Q:表面未処理Mg(OH)2、協和化学(株)製)10.0gをよく分散させた溶液に、3−アミノプロピルトリメトキシシラン(シランカップリング剤、チッソ(株)製)0.12gを添加し、65℃で30分間反応させた。その後、スチレン(関東化学(株)製)7.6g、合成例2で得られた化合物9.5g、開始剤としてアゾビスイソブチロニトリル(関東化学(株)製)0.08gを添加し、70℃で15時間反応させた。
反応終了後、未反応モノマー、およびMg(OH)2粒子表面に化学結合していないポリマーを取り除くため、Mg(OH)2粒子をTHFで洗浄、吸引ろ過を4回繰り返した。洗浄後、この粒子のIRスペクトルをFT−IR8900((株)島津製作所製)で測定したところ、1720cm-1付近にカルボン酸由来の吸収が、700cm-1付近にベンゼン環由来の吸収が、2200cm-1付近にカルボジイミド基由来の吸収が現れたことから、カルボジイミド基を含有するポリマー層が、Mg(OH)2粒子上に形成されたことを確認した。
[Example 4]
In a 100 ml three-necked flask, 10.0 g of Mg (OH) 2 (Kisuma 5Q: surface untreated Mg (OH) 2 , manufactured by Kyowa Chemical Co., Ltd.) having a volume average particle size of 700 nm is well dispersed in 40.0 g of cyclohexanone. To the solution, 0.12 g of 3-aminopropyltrimethoxysilane (silane coupling agent, manufactured by Chisso Corporation) was added and reacted at 65 ° C. for 30 minutes. Thereafter, 7.6 g of styrene (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.), 9.5 g of the compound obtained in Synthesis Example 2, and 0.08 g of azobisisobutyronitrile (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) as an initiator were added. , And reacted at 70 ° C. for 15 hours.
After completion of the reaction, unreacted monomer, and Mg (OH) 2 particle surface to remove polymer not chemically bonded, Mg (OH) washing the 2 particles in THF, was repeated four times suction filtration. After washing, when the IR spectrum of the particles was measured by FT-IR8900 ((Ltd.) manufactured by Shimadzu Corporation), absorption derived from a carboxylic acid in the vicinity of 1720 cm -1 is absorption from the benzene ring in the vicinity of 700 cm -1, 2200 cm Since absorption derived from a carbodiimide group appeared in the vicinity of −1 , it was confirmed that a polymer layer containing a carbodiimide group was formed on Mg (OH) 2 particles.

[実施例5]
100mlの三つ口フラスコ中でシクロヘキサノン40.0gに体積平均粒子径700nmのMg(OH)2(キスマ5Q:表面未処理Mg(OH)2、協和化学(株)製)10.0gをよく分散させた溶液に、ジフェニルメタン−4,4−ジイソシアナート(ダウンケミカル日本(株)製、以下MDIと略す)1.5g、p−cat0.04g、および末端封止剤としてフェニルイソシアネート(東京化成工業(株)製)0.2gを添加し、100℃で約3時間加熱した。
反応終了後、未反応モノマー、およびMg(OH)2粒子表面に化学結合していないポリマーを取り除くため、Mg(OH)2粒子をTHFで洗浄、吸引ろ過を4回繰り返した。洗浄後、この粒子のIRスペクトルをFT−IR8900((株)島津製作所製)で測定したところ、2200cm-1付近にカルボジイミド基由来の吸収が現れたことから、カルボジイミド基を含有するポリマー層が、シリカ粒子上に形成されたことが確認された。
[Example 5]
In a 100 ml three-necked flask, 10.0 g of Mg (OH) 2 (Kisuma 5Q: surface untreated Mg (OH) 2 , manufactured by Kyowa Chemical Co., Ltd.) having a volume average particle size of 700 nm is well dispersed in 40.0 g of cyclohexanone. Into the solution, 1.5 g of diphenylmethane-4,4-diisocyanate (manufactured by Down Chemical Japan Co., Ltd., hereinafter abbreviated as MDI), 0.04 g of p-cat, and phenyl isocyanate (Tokyo Chemical Industry) 0.2 g) was added and heated at 100 ° C. for about 3 hours.
After completion of the reaction, unreacted monomer, and Mg (OH) 2 particle surface to remove polymer not chemically bonded, Mg (OH) washing the 2 particles in THF, was repeated four times suction filtration. After washing, when the IR spectrum of this particle was measured with FT-IR8900 (manufactured by Shimadzu Corporation), absorption derived from a carbodiimide group appeared in the vicinity of 2200 cm −1 , so that the polymer layer containing a carbodiimide group was It was confirmed that it was formed on silica particles.

[実施例6]
100mlのナスフラスコ中でシクロヘキサノン(和光純薬工業(株)製)60.0gに体積平均粒子径1.0μmのAl(OH)3(C301:表面未処理Al(OH)3、住友化学(株)製)10.0gをよく分散させた。その後は実施例1と同様の方法で表面にカルボジイミド化合物が化学結合されたAl(OH)3粒子を合成した。
[Example 6]
In a 100 ml eggplant flask, 60.0 g of cyclohexanone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Al (OH) 3 (C301: surface untreated Al (OH) 3 , Sumitomo Chemical Co., Ltd.) having a volume average particle size of 1.0 μm ) Made) 10.0 g was well dispersed. Thereafter, Al (OH) 3 particles having a carbodiimide compound chemically bonded to the surface were synthesized in the same manner as in Example 1.

[実施例7]
100mlのナスフラスコ中でシクロヘキサノン(和光純薬工業(株)製)60.0gに体積平均粒子径1.0μmのAl(OH)3(C301:表面未処理Al(OH)3、住友化学(株)製)10.0gをよく分散させた。その後は実施例2と同様の方法で表面にカルボジイミド化合物が化学結合されたAl(OH)3粒子を合成した。
[Example 7]
In a 100 ml eggplant flask, 60.0 g of cyclohexanone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Al (OH) 3 (C301: surface untreated Al (OH) 3 , Sumitomo Chemical Co., Ltd.) having a volume average particle size of 1.0 μm ) Made) 10.0 g was well dispersed. Thereafter, Al (OH) 3 particles having a carbodiimide compound chemically bonded to the surface were synthesized in the same manner as in Example 2.

[実施例8]
100mlのナスフラスコ中でシクロヘキサノン(和光純薬工業(株)製)60.0gに体積平均粒子径1.0μmのAl(OH)3(C301:表面未処理Al(OH)3、住友化学(株)製)10.0gをよく分散させた。その後は実施例3と同様の方法で表面に、スチレン−メタクリル酸共重合体にカルボジイミド化合物がグラフト化されたポリマー層を有するAl(OH)3粒子を合成した。
[Example 8]
In a 100 ml eggplant flask, 60.0 g of cyclohexanone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Al (OH) 3 (C301: surface untreated Al (OH) 3 , Sumitomo Chemical Co., Ltd.) having a volume average particle size of 1.0 μm ) Made) 10.0 g was well dispersed. Thereafter, Al (OH) 3 particles having a polymer layer in which a carbodiimide compound was grafted to a styrene-methacrylic acid copolymer were synthesized on the surface in the same manner as in Example 3.

[実施例9]
100mlのナスフラスコ中でシクロヘキサノン(和光純薬工業(株)製)60.0gに体積平均粒子径1.0μmのAl(OH)3(C301:表面未処理Al(OH)3、住友化学(株)製)10.0gをよく分散させた。その後は実施例4と同様の方法でカルボジイミド基を含有するポリマー層を有するAl(OH)3粒子を合成した。
[Example 9]
In a 100 ml eggplant flask, 60.0 g of cyclohexanone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Al (OH) 3 (C301: surface untreated Al (OH) 3 , Sumitomo Chemical Co., Ltd.) having a volume average particle size of 1.0 μm ) Made) 10.0 g was well dispersed. Thereafter, Al (OH) 3 particles having a polymer layer containing a carbodiimide group were synthesized in the same manner as in Example 4.

[実施例10]
100mlのナスフラスコ中でシクロヘキサノン(和光純薬工業(株)製)60.0gに体積平均粒子径1.0μmのAl(OH)3(C301:表面未処理Al(OH)3、住友化学(株)製)10.0gをよく分散させた。その後は実施例5と同様の方法でカルボジイミド基を含有するポリマー層を有するAl(OH)3粒子を合成した。
[Example 10]
In a 100 ml eggplant flask, 60.0 g of cyclohexanone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Al (OH) 3 (C301: surface untreated Al (OH) 3 , Sumitomo Chemical Co., Ltd.) having a volume average particle size of 1.0 μm ) Made) 10.0 g was well dispersed. Thereafter, Al (OH) 3 particles having a polymer layer containing a carbodiimide group were synthesized in the same manner as in Example 5.

[比較例1]
100mlのナスフラスコ中でシクロヘキサノン(和光純薬工業(株)製)60.0gに体積平均粒子径1.0μmのAl(OH)3(C301:表面未処理Al(OH)3、住友化学(株)製)10.0gをよく分散させた。続いて、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(シランカップリング剤、チッソ(株)製)0.03gを添加し、65℃で30分攪拌した。
反応終了後、未反応シランカップリング剤を除くため、Al(OH)3粒子をTHFで洗浄、吸引ろ過を4回繰り返した。
実施例1〜10および比較例1で得られたMg(OH)2粒子、Al(OH)3粒子について、粒子表面の有機層の厚み、および表面有機層を形成するポリマーの重量平均分子量(Mw)を下記手法により求めた。また、後述の実施例で使用した、有機物により表面処理されているMg(OH)2粒子(キスマ5A、協和化学(株)製)の有機層の厚みも求めた。結果を併せて表1に示す。
[Comparative Example 1]
In a 100 ml eggplant flask, 60.0 g of cyclohexanone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), Al (OH) 3 (C301: surface untreated Al (OH) 3 , Sumitomo Chemical Co., Ltd.) having a volume average particle size of 1.0 μm ) Made) 10.0 g was well dispersed. Subsequently, 0.03 g of 3-aminopropyltriethoxysilane (silane coupling agent, manufactured by Chisso Corporation) was added and stirred at 65 ° C. for 30 minutes.
After completion of the reaction, in order to remove the unreacted silane coupling agent, the Al (OH) 3 particles were washed with THF and suction filtration was repeated 4 times.
For the Mg (OH) 2 particles and Al (OH) 3 particles obtained in Examples 1 to 10 and Comparative Example 1, the thickness of the organic layer on the particle surface and the weight average molecular weight of the polymer forming the surface organic layer (Mw) ) Was obtained by the following method. In addition, the thickness of the organic layer of Mg (OH) 2 particles (Kisuma 5A, manufactured by Kyowa Chemical Co., Ltd.) that was surface-treated with an organic substance, used in Examples described later, was also obtained. The results are also shown in Table 1.

〈重量平均分子量測定方法〉
下記装置および条件にてゲル濾過クロマトグラフィー(GPC)で測定した。
分子量測定条件
GPC測定装置:C−R7A、(株)島津製作所製
検出器:紫外分光光度計検出器(SPD−6A)、(株)島津製作所製
ポンプ:分子量分布測定装置ポンプ(LC−6AD)、(株)島津製作所製
使用カラム:Shodex KF804L(昭和電工(株)製) 2本、Shodex KF806(昭和電工(株)製) 1本の計3本を直列につないだもの
使用溶媒:テトラヒドロフラン
測定温度:40℃
<Method for measuring weight average molecular weight>
It measured with the gel filtration chromatography (GPC) with the following apparatus and conditions.
Molecular weight measurement conditions GPC measuring device: C-R7A, manufactured by Shimadzu Corporation Detector: UV spectrophotometer detector (SPD-6A), manufactured by Shimadzu Corporation Pump: molecular weight distribution measuring device pump (LC-6AD) , Shimadzu Corporation Column used: Shodex KF804L (Showa Denko Co., Ltd.) 2 and Shodex KF806 (Showa Denko Co., Ltd.) 1 in total 3 connected in series Solvent: Tetrahydrofuran Measurement Temperature: 40 ° C

〈ポリマー層の厚み測定方法〉
密度計(アキュビック1330、(株)島津製作所製:ヘリウム雰囲気下)により実施例1〜10、および比較例1の各粒子の密度を求め、未処理のMg(OH)2粒子(キスマ5Q)およびAl(OH)3(C301)粒子密度の値から、無機水酸化物1cm3中のポリマー層の体積と、無機水酸化物1cm3の体積および全表面積とを求めた。これらの値を用い、ポリマー層の厚みを計算により求めた。なお、このときMg(OH)2粒子およびAl(OH)3粒子は真球状であると仮定して体積および全表面積を求めた。
<Method for measuring thickness of polymer layer>
The density of each particle of Examples 1 to 10 and Comparative Example 1 was determined by a density meter (Accubic 1330, manufactured by Shimadzu Corporation: in a helium atmosphere), and untreated Mg (OH) 2 particles (Kisuma 5Q) and from the values of al (OH) 3 (C301) particle density was determined and the volume of the polymer of the inorganic hydroxide 1cm 3 layer, and a volume and total surface area of the inorganic hydroxide 1cm 3. Using these values, the thickness of the polymer layer was calculated. At this time, the volume and the total surface area were determined on the assumption that the Mg (OH) 2 particles and the Al (OH) 3 particles were spherical.

Figure 0005527377
(表1中「0*」とは、計算の結果、厚みがほぼ0nmであることを意味する。)
Figure 0005527377
("0 * " in Table 1 means that the thickness is approximately 0 nm as a result of calculation.)

実施例1〜10および比較例1で得られた粒子、キスマ5A(比較例2)、未処理水酸化マグネシウム(比較例3)、未処理水酸化アルミニウム(比較例4)をTHF、メタノール、メチルエチルケトン(MEK、三洋化成品(株))、およびpH7の水それぞれに分散させた試料を予め調製し、これを用いて体積平均粒子径および標準偏差を求めた。
具体的には、まず上記実施例1〜10、比較例1〜4の各粒子を、上記各溶媒それぞれに10質量%になるように添加し、超音波分散機(ウルトラタラックス T18、日本精機製作所(株)製)で30分間分散させた。
その後、粒度分析計〔MICROTRAC HRA 9320−X100(測定範囲0.7μ〜700μ)日機装(株)製〕により体積平均粒子径を測定した。体積平均粒子径と標準偏差を表2に示す。
また、実施例1〜5のTHF中の粒子径(M2),標準偏差(A2)、および水中の粒子径(M4),標準偏差(A4)を、それぞれ比較例3のTHF中の粒子径(M1),標準偏差(A1)および水中の粒子径(M3),標準偏差(A3)で割った値、実施例6〜10のTHF中の粒子径(M2),標準偏差(A2)および水中の粒子径(M4),標準偏差(A4)を、それぞれ比較例4のTHF中の粒子径(M1),標準偏差(A1)および水中の粒子径(M3),標準偏差(A3)で割った値も表2に併せて示す。
さらに、実施例1〜5のMEK中の粒子径(M2’),標準偏差(A2’)、およびメタノール中の粒子径(M4’),標準偏差(A4’)を、それぞれ比較例3のMEK中の粒子径(M1’),標準偏差(A1’)およびメタノール中の粒子径(M3’),標準偏差(A3’)で割った値、実施例6〜10のMEK中の粒子径(M2’),標準偏差(A2’)およびメタノール中の粒子径(M4’),標準偏差(A4’)を、それぞれ比較例4のMEK中の粒子径(M1’),標準偏差(A1’)およびメタノール中の粒子径(M3’),標準偏差(A3’)で割った値も表2に併せて示す。
なお、標準偏差は測定した粒度分布の分布幅の目安となるもので以下の式により計算した値である。
標準偏差=(d84%−d16%)/2
d84%:累積カーブが84%となる点の体積平均粒子径(マイクロメートル)
d16%:累積カーブが16%となる点の体積平均粒子径(マイクロメートル)
The particles obtained in Examples 1 to 10 and Comparative Example 1, Kisuma 5A (Comparative Example 2), untreated magnesium hydroxide (Comparative Example 3), and untreated aluminum hydroxide (Comparative Example 4) were mixed with THF, methanol, and methyl ethyl ketone. (MEK, Sanyo Chemicals Co., Ltd.) and a sample dispersed in water of pH 7 were prepared in advance, and the volume average particle size and standard deviation were determined using this.
Specifically, first, each particle of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4 was added to each of the solvents so as to be 10% by mass, and an ultrasonic disperser (Ultra Turrax T18, Nippon Seiki Co., Ltd.). (Manufactured by Seisakusho) for 30 minutes.
Thereafter, the volume average particle size was measured with a particle size analyzer [MICROTRAC HRA 9320-X100 (measurement range 0.7 μ to 700 μ), manufactured by Nikkiso Co., Ltd.). Table 2 shows the volume average particle size and standard deviation.
Further, the particle diameter (M2) and standard deviation (A2) in THF of Examples 1 to 5 and the particle diameter (M4) and standard deviation (A4) in water were respectively compared with the particle diameter ( M1), standard deviation (A1), particle size in water (M3), value divided by standard deviation (A3), particle size (M2), standard deviation (A2) in THF in Examples 6-10, and water A value obtained by dividing the particle size (M4) and the standard deviation (A4) by the particle size (M1), the standard deviation (A1), the particle size in water (M3), and the standard deviation (A3) in THF of Comparative Example 4, respectively. Are also shown in Table 2.
Furthermore, the particle diameter (M2 ′) and standard deviation (A2 ′) in MEK of Examples 1 to 5, and the particle diameter (M4 ′) and standard deviation (A4 ′) in methanol were compared with the MEK of Comparative Example 3, respectively. Particle diameter (M1 ′), standard deviation (A1 ′), particle diameter in methanol (M3 ′), value divided by standard deviation (A3 ′), particle diameter in MEK of Examples 6 to 10 (M2) '), Standard deviation (A2'), particle size in methanol (M4 '), standard deviation (A4'), particle size (M1 '), standard deviation (A1') in MEK of Comparative Example 4 and Table 2 also shows values divided by the particle diameter (M3 ′) and standard deviation (A3 ′) in methanol.
The standard deviation serves as a guide for the distribution width of the measured particle size distribution, and is a value calculated by the following formula.
Standard deviation = (d84% −d16%) / 2
d84%: Volume average particle diameter at the point where the cumulative curve is 84% (micrometer)
d16%: Volume average particle diameter at the point where the cumulative curve is 16% (micrometer)

Figure 0005527377
Figure 0005527377

実施例1〜10、比較例1〜4の粒子をTHFに30質量%になるように添加した以外は同様の操作をし、体積平均粒子径および標準偏差を測定し、さらに下記式で求められる体積平均粒子径比を求めた。結果を表3に示す。
体積平均粒子径比(30)
=30質量%添加時の体積平均粒子径/10質量%添加時の体積平均粒子径
The same operation is performed except that the particles of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4 are added to THF so as to be 30% by mass, the volume average particle diameter and the standard deviation are measured, and further obtained by the following formula. The volume average particle size ratio was determined. The results are shown in Table 3.
Volume average particle size ratio (30)
= Volume average particle diameter at the time of addition of 30% by mass / 10 Volume average particle diameter at the time of addition of 10% by mass

Figure 0005527377
Figure 0005527377

実施例1〜10、比較例1〜4の粒子をTHFに50質量%になるように添加した以外は同様の操作をし、体積平均粒子径および標準偏差を測定し、さらに下記式で求められる体積平均粒子径比を求めた。結果を表4に示す。
体積平均粒子径比(50)
=50質量%添加時の体積平均粒子径/10質量%添加時の体積平均粒子径
The same operation is performed except that the particles of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4 are added to THF so as to be 50% by mass, and the volume average particle diameter and the standard deviation are measured. The volume average particle size ratio was determined. The results are shown in Table 4.
Volume average particle size ratio (50)
= Volume average particle diameter at the time of addition of 50% by mass / 10 Volume average particle diameter at the time of addition of 10% by mass

Figure 0005527377
測定不可:粒子が凝集し測定不能
Figure 0005527377
Unmeasurable: Particles cannot be measured due to aggregation

実施例1〜10、比較例1〜4の粒子をTHFに60質量%になるように添加した以外は同様の操作をし、体積平均粒子径および標準偏差を測定し、さらに下記式で求められる体積平均粒子径比を求めた。結果を表5に示す。
体積平均粒子径比(60)
=60質量%添加時の体積平均粒子径/10質量%添加時の体積平均粒子径
The same operation is performed except that the particles of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4 are added to THF so as to be 60% by mass, and the volume average particle diameter and the standard deviation are measured. The volume average particle size ratio was determined. The results are shown in Table 5.
Volume average particle size ratio (60)
= Volume average particle diameter at 60 mass% addition / 10 volume average particle diameter at 10 mass% addition

Figure 0005527377
測定不可:粒子が凝集し測定不能
Figure 0005527377
Unmeasurable: Particles cannot be measured due to aggregation

以上の表3〜5に示されるように、本発明の難燃剤は、分散媒としてTHFを用いた場合、10質量%だけでなく、30質量%、50質量%、さらに60質量%以上添加した場合にも、上記した体積平均粒子径、標準偏差等の分散特性を得ることが可能である。なお、分散溶媒としてMEK、トルエン(三洋化成品(株)製)を用い、30質量%、50質量%、60質量%以上の難燃剤を添加した場合にもTHFと同様の傾向が得られた。
このように高充填分散液が、粘度、凝集の増加を抑えて高分散状態で得られることにより、成形時の有機樹脂に対する高充填化、成形性、成形後の物理的性質等を一層向上させられることも本発明の大きな特徴である。
As shown in Tables 3 to 5 above, the flame retardant of the present invention was added not only 10% by mass but also 30% by mass, 50% by mass, and further 60% by mass or more when THF was used as a dispersion medium. Even in this case, it is possible to obtain dispersion characteristics such as the above-described volume average particle diameter and standard deviation. In addition, the same tendency as THF was obtained when MEK and toluene (manufactured by Sanyo Chemicals Co., Ltd.) were used as a dispersion solvent and a flame retardant of 30% by mass, 50% by mass, or 60% by mass or more was added. .
In this way, a highly filled dispersion can be obtained in a highly dispersed state while suppressing an increase in viscosity and aggregation, thereby further improving the high filling, moldability, physical properties after molding, etc. for the organic resin during molding. It is also a great feature of the present invention.

[2]無機−有機複合難燃性組成物(成形体)の作製
[実施例11〜20および比較例5〜12]
実施例1で合成したMg(OH)2粒子(実施例11)4.61g、実施例2で合成したMg(OH)2粒子(実施例12)4.65g、実施例3で合成したMg(OH)2粒子(実施例13)4.66g、実施例4で合成したMg(OH)2粒子(実施例14)4.66g、実施例5で合成したMg(OH)2粒子(実施例15)4.61g、実施例6で合成したAl(OH)3粒子(実施例16)4.61g、実施例7で合成したAl(OH)3粒子(実施例17)4.65g、実施例8で合成したAl(OH)3粒子(実施例18)4.66g、実施例9で合成したAl(OH)3粒子(実施例19)4.66g、実施例10で合成したAl(OH)3粒子(実施例20)4.61g、表面処理がされている市販Mg(OH)2(キスマ5A、協和化学(株)製)(比較例5)4.50g、未処理Mg(OH)2(キスマ5Q、協和化学(株)製)(比較例6)4.50g、比較例1で表面処理されたAl(OH)3(比較例9)4.50g、未処理Al(OH)3(C301、住友化学(株)製)(比較例10)4.50gを、それぞれTHF4gに分散させたものを、エポキシ樹脂(エピークロンN−740、大日本インキ化学工業(株)製)3.60gと、硬化剤(ノバキュアーHX3722、旭化成(株)製)0.90gとを混合した樹脂に添加して無機−有機複合難燃性組成物を調製した。
また、未処理Mg(OH)2(キスマ5Q)(比較例7)4.50g、表面処理Mg(OH)2(キスマ5A)(比較例8)4.50gのそれぞれに、実施例1のMg(OH)2粒子表面のカルボジイミド含有有機層と同量のTDIより合成されたカルボジイミド化合物0.11gを添加し、未処理Al(OH)3(C301)(比較例11)4.50g、比較例1で合成したAl(OH)3(比較例12)4.50gのそれぞれに、実施例6のポリマー層と同量のポリTDI0.11gを添加し、それぞれ上記と同様に組成物を調製した。
[2] Preparation of inorganic-organic composite flame retardant composition (molded body) [Examples 11 to 20 and Comparative Examples 5 to 12]
Mg (OH) 2 particles synthesized in Example 1 (Example 11) 4.61 g, Mg (OH) 2 particles synthesized in Example 2 (Example 12) 4.65 g, Mg (OH) synthesized in Example 3 OH) 2 particles (Example 13) 4.66 g, Mg (OH) 2 particles synthesized in Example 4 (Example 14) 4.66 g, Mg (OH) 2 particles synthesized in Example 5 (Example 15) 4.61 g, Al (OH) 3 particles synthesized in Example 6 (Example 16) 4.61 g, Al (OH) 3 particles synthesized in Example 7 (Example 17) 4.65 g, Example 8 in synthesized Al (OH) 3 particles (example 18) 4.66 g, synthesized Al (OH) 3 particles in example 9 (example 19) 4.66 g, Al synthesized in example 10 (OH) 3 particles (example 20) 4.61 g, commercially available surface treatment is Mg (OH) 2 (Kisuma 5A Kyowa Chemical Co., Ltd.) (Comparative Example 5) 4.50 g, untreated Mg (OH) 2 (Kisuma 5Q, Kyowa Chemical Co., Ltd.) (Comparative Example 6) 4.50 g, surface treated with Comparative Example 1 Al (OH) 3 (Comparative Example 9) 4.50 g, untreated Al (OH) 3 (C301, manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) (Comparative Example 10) 4.50 g each dispersed in 4 g of THF , Epoxy resin (Epeakron N-740, manufactured by Dainippon Ink & Chemicals, Inc.) 3.60 g and a curing agent (Novacure HX3722, manufactured by Asahi Kasei Co., Ltd.) 0.90 g are added to a resin and mixed with inorganic- An organic composite flame retardant composition was prepared.
In addition, 4.50 g of untreated Mg (OH) 2 (Kisuma 5Q) (Comparative Example 7) and 4.50 g of surface-treated Mg (OH) 2 (Kisuma 5A) (Comparative Example 8) were added to the Mg of Example 1 respectively. Add 0.11 g of carbodiimide compound synthesized from TDI in the same amount as the carbodiimide-containing organic layer on the surface of (OH) 2 particles, and add 4.50 g of untreated Al (OH) 3 (C301) (Comparative Example 11) The same amount of poly TDI (0.11 g) as that of the polymer layer of Example 6 was added to 4.50 g of Al (OH) 3 (Comparative Example 12) synthesized in 1 to prepare a composition in the same manner as above.

なお、ここで、各実施例および比較例におけるMg(OH)2、Al(OH)3の添加量は、以下の計算方法に基づいて、それぞれに含まれるバージンのMg(OH)2およびAl(OH)3が等量になるようにした。
計算方法
密度計(アキュビック1330、(株)島津製作所製:ヘリウム雰囲気下)を用い、実施例1で合成したMg(OH)2、キスマ5A、キスマ5Qそれぞれ5gの密度を測定した。その結果、キスマ5A、キスマ5Qは2.39g/cm3、実施例2で合成したMg(OH)2は2.33g/cm3であった。
ここで、実施例1で表面処理を行ったカルボジイミド基含有有機物の密度は1.22g/cm3であり、未処理Mg(OH)2(キスマ5Q)の密度は2.39g/cm3であるから、1cm3中の合成例1で得られた化合物の体積をXcm3とすると下記式が成り立ち、Xは0.048cm3となる。
1.22X+2.39(1−X)=2.33
Here, the addition amounts of Mg (OH) 2 and Al (OH) 3 in each Example and Comparative Example are based on the following calculation method, and the virgin Mg (OH) 2 and Al ( OH) 3 was made equal.
The density of 5 g of Mg (OH) 2 , Kisuma 5A, and Kisma 5Q synthesized in Example 1 was measured using a density meter (Accubic 1330, manufactured by Shimadzu Corporation: in a helium atmosphere). As a result, Kisuma 5A, Kisuma 5Q is 2.39 g / cm 3, the synthesized Mg (OH) 2 in Example 2 was 2.33 g / cm 3.
Here, the density of the carbodiimide group-containing organic material subjected to the surface treatment in Example 1 is 1.22 g / cm 3 , and the density of untreated Mg (OH) 2 (Kisuma 5Q) is 2.39 g / cm 3 . from the following equation holds when the volume of the compound obtained in synthesis example 1 in 1 cm 3 and Xcm, 3, X is a 0.048cm 3.
1.22X + 2.39 (1-X) = 2.33

したがって、1cm3中の表面層となる合成例1で得られた化合物の質量は、0.048cm3×1.22g/cm3=0.059(g)であり、キスマ5Qの質量は(1−0.048)cm3×2.39g/cm3=2.28(g)である。
よって、上記合成したMg(OH)2に結合した合成例1で得られた化合物の量は全体の100×0.059(g)/2.28+0.048(g)=2.5(質量%)となる。
以上よりキスマ5A、キスマ5Q4.50gと実施例1で合成したMg(OH)24.61gに含まれるMg(OH)2が等量となる。
実施例2〜10合成したMg(OH)2、粒子、Al(OH)3粒子のポリマー量も同様の方法で求めたところ、ポリマー量は、実施例2では3.3質量%、実施例3では3.5質量%、実施例4では3.5質量%、実施例5では2.5質量%、実施例6では2.5質量%、実施例7では3.3質量%、実施例8では3.5質量%、実施例9では3.5質量%、実施例10では2.5質量%であった。
Accordingly, the mass of the compound obtained in Synthesis Example 1 as the surface layer in 1 cm 3 is 0.048cm 3 × 1.22g / cm 3 = 0.059 (g), the mass of Kisuma 5Q is (1 −0.048) cm 3 × 2.39 g / cm 3 = 2.28 (g).
Therefore, the amount of the compound obtained in Synthesis Example 1 bonded to the synthesized Mg (OH) 2 was 100 × 0.059 (g) /2.28+0.048 (g) = 2.5 (mass%) )
As described above, the equivalent amount of Mg (OH) 2 contained in 4.51 g of Kisma 5A and Kisma 5Q and 4.61 g of Mg (OH) 2 synthesized in Example 1 is equivalent.
Examples 2 to 10 The polymer amount of the synthesized Mg (OH) 2, particles, and Al (OH) 3 particles was also determined by the same method. The polymer amount was 3.3% by mass in Example 2, and Example 3 3.5 mass%, Example 4 3.5 mass%, Example 5 2.5 mass%, Example 6 2.5 mass%, Example 7 3.3 mass%, Example 8 Was 3.5% by mass, Example 9 was 3.5% by mass, and Example 10 was 2.5% by mass.

上記実施例11〜20および比較例5〜12で調製した組成物について、バーコート法によりフィルムを作製した。これを終夜乾燥させた後、100℃で1時間、さらに150℃で0.5時間熱処理を行って硬化させた。硬化物は、全てについて約150μmと600μmの2種類の厚みのものを作製した。得られた硬化物について、下記特性を評価した。結果を表6〜9に示す。   About the composition prepared in the said Examples 11-20 and Comparative Examples 5-12, the film was produced by the bar-coat method. This was dried overnight and then cured by heat treatment at 100 ° C. for 1 hour and further at 150 ° C. for 0.5 hour. The cured products were prepared in two thicknesses of about 150 μm and 600 μm for all. About the obtained hardened | cured material, the following characteristic was evaluated. The results are shown in Tables 6-9.

〈組成物(成形品)の成形性および物性評価〉
(1)成形性試験
上記硬化物の試験片の大きさ以外はJIS K 7104の評価方法に準拠し、上記硬化物を下記基準により評価した。
◎:無機水酸化物粒子が充分均一に充填されている、硬化物の表面が滑らか(手触り、目視)
△:無機水酸化物粒子が均一に充填されている、硬化物の表面の一部に凹凸がある
×:無機水酸化物粒子が均一に充填されていない、硬化物の表面全体に凹凸がある
<Formability and physical property evaluation of composition (molded product)>
(1) Formability test Except for the size of the test piece of the cured product, the cured product was evaluated according to the following criteria in accordance with the evaluation method of JIS K 7104.
A: The inorganic hydroxide particles are sufficiently uniformly filled, and the surface of the cured product is smooth (touch, visual)
Δ: The inorganic hydroxide particles are uniformly filled, and there are irregularities on a part of the surface of the cured product. X: The inorganic hydroxide particles are not uniformly filled, and the entire surface of the cured product is irregular.

(2)機械的強度試験
上記硬化物(150μm)の弾性率を熱分析レオロジーシステム(EXTAR600 セイコーインスツルメント(株)製)を用い、室温で測定した。
◎:比較例5に比べ大幅に弾性率が向上した(実施例11〜15、比較例6〜8)
比較例9に比べ大幅に弾性率が向上した(実施例16〜20、比較例10〜12)
△:比較例5に比べ同等またはやや弾性率が向上した(実施例11〜15、比較例6〜8

比較例9に比べ同等またはやや弾性率が向上した(実施例16〜20、比較例10〜
12)
×:弾性率が減少した
(2) Mechanical strength test The elastic modulus of the cured product (150 µm) was measured at room temperature using a thermal analysis rheology system (EXTAR600 manufactured by Seiko Instruments Inc.).
(Double-circle): Elastic modulus improved significantly compared with the comparative example 5 (Examples 11-15, Comparative Examples 6-8).
The elastic modulus was significantly improved as compared with Comparative Example 9 (Examples 16 to 20, Comparative Examples 10 to 12).
(Triangle | delta): Compared with the comparative example 5, it was equivalent or slightly improved the elasticity modulus (Examples 11-15, Comparative Examples 6-8)
)
Compared with Comparative Example 9, the elastic modulus was equivalent or slightly improved (Examples 16 to 20, Comparative Examples 10 to 10).
12)
×: Elastic modulus decreased

(3)誘電率試験
上記硬化物(150μm)の誘電率を誘電率測定装置(4291Bインピーダンス・マテリアル・アナライザ、アジレント・テクノロジー(株)製)を用い、室温下、周波数1GHzにて測定した。なお、未処理品のMg(OH)2およびAl(OH)3の組成物は成形性が悪く、誘電率にばらつきがでた。そのため4箇所の平均値を誘電率として採用した。
○:比較例5に比べ誘電率が減少した(実施例11〜15、比較例6〜8)
比較例9に比べ誘電率が減少した(実施例16〜20、比較例10〜12)
△:比較例5に比べやや誘電率が減少した(実施例11〜15、比較例6〜8)
比較例9に比べやや誘電率が減少した(実施例16〜20、比較例10〜12)
×:誘電率が減少しない
(3) Dielectric Constant Test The dielectric constant of the cured product (150 μm) was measured at a frequency of 1 GHz at room temperature using a dielectric constant measurement device (4291B Impedance Material Analyzer, manufactured by Agilent Technologies). The untreated Mg (OH) 2 and Al (OH) 3 compositions had poor moldability and varied in dielectric constant. Therefore, the average value of 4 places was adopted as the dielectric constant.
○: Dielectric constant decreased as compared with Comparative Example 5 (Examples 11 to 15 and Comparative Examples 6 to 8)
Dielectric constant decreased compared to Comparative Example 9 (Examples 16 to 20, Comparative Examples 10 to 12)
(Triangle | delta): Dielectric constant decreased a little compared with the comparative example 5 (Examples 11-15, Comparative Examples 6-8).
Dielectric constant decreased slightly compared to Comparative Example 9 (Examples 16 to 20, Comparative Examples 10 to 12)
×: Dielectric constant does not decrease

(4)折り曲げ試験
上記硬化物(600μm)を幅100mm、長さ4cmに切り取り3点折り曲げ試験機(マイクロフォース試験機、インストロン(株)製)により最大点曲げ応力を測定した。(測定条件:ポートスパン 10mm 初期荷重 5g 折り曲げ速度 10mm/min)
◎:比較例5に比べ折り曲げ応力が増加した(実施例11〜15、比較例6〜8)
比較例9に比べ折り曲げ応力が増加した(実施例16〜20、比較例10〜12)
△:比較例5に比べ折り曲げ応力がやや増加した(実施例8〜12、比較例8〜10)
比較例9に比べて折り曲げ応力がやや増加した(実施例13,14、比較例12)
×:折り曲げ応力が増加しない、または減少する
(4) Bending test The cured product (600 μm) was cut into a width of 100 mm and a length of 4 cm, and the maximum point bending stress was measured with a three-point bending tester (Microforce tester, manufactured by Instron Corporation). (Measurement conditions: Port span 10mm Initial load 5g Bending speed 10mm / min)
(Double-circle): The bending stress increased compared with the comparative example 5 (Examples 11-15, Comparative Examples 6-8).
Bending stress increased compared to Comparative Example 9 (Examples 16 to 20, Comparative Examples 10 to 12)
(Triangle | delta): The bending stress increased a little compared with the comparative example 5 (Examples 8-12, comparative examples 8-10).
The bending stress was slightly increased as compared with Comparative Example 9 (Examples 13 and 14, Comparative Example 12).
X: Bending stress does not increase or decreases

Figure 0005527377
Figure 0005527377

表6において、各物性値の比は、Mg(OH)2に関しては比較例5(表面処理がされている市販Mg(OH)2:キスマ5A)、Al(OH)3に関しては比較例9(比較例1で合成したAl(OH)3)のデータを基準(分母)として算出した値である。 In Table 6, the ratio of the physical property values, Mg (OH) with respect to 2 Comparative Example 5 (commercially available have been surface-treated Mg (OH) 2: Kisuma 5A), the comparative example with respect to Al (OH) 3 9 ( This is a value calculated using the data of Al (OH) 3 ) synthesized in Comparative Example 1 as a reference (denominator).

(5)耐酸性評価(実施例11〜15、比較例5〜8の硬化物(150μm)について)
塩酸(和光純薬工業(株)製)20質量%水溶液に5分間および1時間硬化物を浸し、蒸留水で洗浄後、これを乾燥し、各時間浸漬後の質量を測定した。
酸処理前と酸処理後との各質量から、重量減少率(%)を算出するとともに、酸処理後における硬化物の色の変化により、耐酸性を評価した。
◎:耐酸性あり
×:耐酸性なし
(5) Acid resistance evaluation (about cured | curing material (150 micrometers) of Examples 11-15 and Comparative Examples 5-8)
The cured product was immersed in a 20% by mass aqueous solution of hydrochloric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) for 5 minutes and 1 hour, washed with distilled water, dried, and the mass after immersion for each time was measured.
The weight reduction rate (%) was calculated from the respective masses before and after the acid treatment, and the acid resistance was evaluated by the change in the color of the cured product after the acid treatment.
A: Acid resistance x: No acid resistance

Figure 0005527377
Figure 0005527377

(6)耐アルカリ性評価(実施例16〜20、比較例9〜12の硬化物(150μm)について)
水酸化カリウム(シグマアルドリッチ(株)製)50質量%水溶液に1時間硬化物を浸し、蒸留水で洗浄後、これを乾燥し、各時間浸漬後の質量を測定した。
アルカリ処理前と処理後との各質量から、重量減少率(%)を算出するとともに、酸処理後における硬化物の色の変化により、耐アルカリ性を評価した。
◎:耐アルカリ性あり
×:耐アルカリ性なし
(6) Alkali resistance evaluation (for cured products (150 μm) of Examples 16 to 20 and Comparative Examples 9 to 12)
The cured product was immersed in a 50% by weight aqueous solution of potassium hydroxide (manufactured by Sigma Aldrich Co., Ltd.) for 1 hour, washed with distilled water, dried, and the mass after immersion for each time was measured.
The weight reduction rate (%) was calculated from the respective masses before and after the alkali treatment, and the alkali resistance was evaluated by the change in the color of the cured product after the acid treatment.
◎: Alkali resistant x: Alkali resistant

Figure 0005527377
Figure 0005527377

(7)絶縁抵抗試験
上記硬化物(150μm)の絶縁信頼性を測るため常態(温度20℃、湿度65%の恒温恒湿の空気中で96時間処理)および煮沸処理(100℃で煮沸中の恒温の水中に2時間浸漬処理)後の絶縁抵抗(MΩ)抵抗を絶縁抵抗率測定装置(HP 4339B ハイ・レジスタンス・メーター 日本ヒュ−レット・パッカード(株)製)により測定した。
測定条件:電圧100V(交流電圧)、電流500μA
○:絶縁抵抗値5%未満低下
△:絶縁抵抗値5%以上10%未満低下
×:絶縁抵抗値10%以上低下
(7) Insulation resistance test In order to measure the insulation reliability of the cured product (150 μm), normal conditions (treatment at a constant temperature and humidity of 20 ° C. and humidity 65%) and boiling treatment (boiling at 100 ° C.) The insulation resistance (MΩ) resistance after immersion in constant temperature water for 2 hours was measured with an insulation resistivity measuring device (HP 4339B High Resistance Meter, manufactured by Hewlett-Packard Japan).
Measurement conditions: Voltage 100V (AC voltage), current 500μA
○: Insulation resistance value decreased by less than 5% △: Insulation resistance value decreased by 5% or more and less than 10% ×: Insulation resistance value decreased by 10% or more

(8)吸水性試験
上記硬化物(厚さ600μm)を幅50mm、長さ100mmに切り取り、50℃に保った高温槽中で試験片を24時間放置した。その後、デシケーター中で20℃まで冷却し、試験片の重さを量った。次に、23℃の蒸留水の容器に24時間浸してから、取り出し、乾燥した布で水分を充分ふき取り、1分以内に吸水後の試験片の重さを量った。
○:重量増加率が比較例5未満(実施例11〜15、比較例6〜8)
重量増加率が比較例9未満(実施例16〜20、比較例10〜12)
×:重量増加率が比較例5以上(実施例11〜15、比較例6〜8)
重量増加率が比較例9以上(実施例16〜20、比較例10〜12)
(8) Water Absorption Test The cured product (thickness: 600 μm) was cut into a width of 50 mm and a length of 100 mm, and the test piece was left in a high-temperature bath maintained at 50 ° C. for 24 hours. Then, it cooled to 20 degreeC in the desiccator, and weighed the test piece. Next, after immersing in a container of distilled water at 23 ° C. for 24 hours, the sample was taken out and wiped off with a dry cloth. The test piece after water absorption was weighed within 1 minute.
○: Weight increase rate is less than Comparative Example 5 (Examples 11 to 15 and Comparative Examples 6 to 8)
Weight increase rate is less than Comparative Example 9 (Examples 16 to 20, Comparative Examples 10 to 12)
X: The rate of weight increase is greater than or equal to Comparative Example 5 (Examples 11 to 15 and Comparative Examples 6 to 8).
Weight increase rate is not less than Comparative Example 9 (Examples 16 to 20, Comparative Examples 10 to 12)

Figure 0005527377
Figure 0005527377

(9)耐熱性試験
上記硬化物(150μm)の耐熱性試験を行った。硬化物を200℃で30分間保持した時の重量減少率をTG/DTAオートサンプラーAST−2(セイコーインスツルメンツ(株)製)により測定した。その結果、すべて重量減少はなく、表面処理剤による耐熱性低下は見られなかった。
(9) Heat resistance test The heat resistance test of the said hardened | cured material (150 micrometers) was done. The weight loss rate when the cured product was held at 200 ° C. for 30 minutes was measured with a TG / DTA autosampler AST-2 (manufactured by Seiko Instruments Inc.). As a result, there was no weight reduction, and no heat resistance degradation due to the surface treatment agent was observed.

[3]難燃性試験
[実施例21〜30および比較例13〜20]
実施例1で合成したMg(OH)2粒子(実施例21)、実施例2で合成したMg(OH)2粒子(実施例22)、実施例3で合成したMg(OH)2粒子(実施例23)、実施例4で合成したMg(OH)2粒子(実施例24)、実施例5で合成したMg(OH)2粒子(実施例25)、未処理Mg(OH)2粒子(キスマ5)(比較例13)、表面処理がされている市販Mg(OH)2(キスマ5A、協和化学(株)製)(比較例14)を、それぞれMg(OH)2が計算により8.3gとなる量を用いた以外は、実施例11と同様にして無機−有機複合難燃性組成物を調製した。さらに、未処理Mg(OH)2粒子(キスマ5Q)(比較例15)、表面処理Mg(OH)2粒子(キスマ5A)(比較例16)のそれぞれに、実施例1のMg(OH)2粒子表面のカルボジイミド基含有有機層と同量のTDIより合成されたカルボジイミド化合物0.21gを添加し、実施例11と同様に組成物を調製した。
[3] Flame retardancy test [Examples 21 to 30 and Comparative Examples 13 to 20]
Mg (OH) 2 particles synthesized in Example 1 (Example 21), Mg (OH) 2 particles synthesized in Example 2 (Example 22), Mg (OH) 2 particles synthesized in Example 3 (Example) Example 23), Mg (OH) 2 particles synthesized in Example 4 (Example 24), Mg (OH) 2 particles synthesized in Example 5 (Example 25), untreated Mg (OH) 2 particles (Kisuma) 5) (Comparative Example 13), surface-treated commercial Mg (OH) 2 (Kisuma 5A, manufactured by Kyowa Chemical Co., Ltd.) (Comparative Example 14), and Mg (OH) 2 calculated by 8.3 g respectively. An inorganic-organic composite flame retardant composition was prepared in the same manner as in Example 11 except that the amount used was. Furthermore, untreated Mg (OH) 2 particles (Kisuma 5Q) (Comparative Example 15), to each of the surface treatment of the Mg (OH) 2 particles (Kisuma 5A) (Comparative Example 16), Example 1 Mg (OH) 2 A carbodiimide compound 0.21 g synthesized from the same amount of TDI as the carbodiimide group-containing organic layer on the particle surface was added, and a composition was prepared in the same manner as in Example 11.

一方、実施例6で合成したAl(OH)3粒子(実施例26)、実施例7で合成したAl(OH)3粒子(実施例27)、実施例8で合成したAl(OH)3粒子(実施例28)、実施例9で合成したAl(OH)3粒子(実施例29)、実施例10で合成したAl(OH)3粒子(実施例30)、未処理Al(OH)3粒子(C301)(比較例17)、比較例1で合成したAl(OH)3粒子(比較例18)を、それぞれAl(OH)3が計算により8.3gとなる量を用いた以外は、実施例11と同様にして無機−有機複合難燃性組成物を調製した。さらに、未処理Al(OH)3粒子(C301)(比較例19)、比較例1で合成したAl(OH)3粒子(比較例20)のそれぞれに、実施例6のポリマー層と同量のポリTDI0.21gを添加し、実施例11と同様に組成物を調製した。
得られた各無機−有機複合難燃性組成物について、上記と同様にして厚み約150μmの硬化物を作製し、下記手法により難燃性試験を行った特性を評価した。結果を表10に示す。
On the other hand, Al (OH) 3 particles synthesized in Example 6 (Example 26), Al (OH) 3 particles synthesized in Example 7 (Example 27), Al (OH) 3 particles synthesized in Example 8 (Example 28), Al (OH) 3 particles synthesized in Example 9 (Example 29), Al (OH) 3 particles synthesized in Example 10 (Example 30), untreated Al (OH) 3 particles (C301) (Comparative Example 17), Al (OH) 3 particles synthesized in Comparative Example 1 (Comparative Example 18) were used except that the amount of Al (OH) 3 calculated to be 8.3 g was used. In the same manner as in Example 11, an inorganic-organic composite flame retardant composition was prepared. Furthermore, each of the untreated Al (OH) 3 particles (C301) (Comparative Example 19) and the Al (OH) 3 particles synthesized in Comparative Example 1 (Comparative Example 20) had the same amount as the polymer layer of Example 6. Poly TDI 0.21g was added and the composition was prepared like Example 11.
About each obtained inorganic-organic composite flame-retardant composition, the cured | curing material about 150 micrometers thick was produced similarly to the above, and the characteristic which performed the flame-retardant test by the following method was evaluated. The results are shown in Table 10.

〈難燃性試験評価〉
試験片の厚さ以外はUL94V垂直難燃性試験方法(プラスチック材料の燃焼規格)に基づいて、燃焼試験の評価を行った。その結果を、判定基準に従い、94−V0、94−V1、94−V2の3基準で評価した。
◎:94−V0相当
○:94−V1相当
△:94−V2相当
<Flame retardancy test evaluation>
Except for the thickness of the test piece, the combustion test was evaluated based on the UL94V vertical flame retardant test method (combustion standard for plastic materials). The results were evaluated according to three criteria of 94-V0, 94-V1, and 94-V2 according to the judgment criteria.
◎: Equivalent to 94-V0 ○: Equivalent to 94-V1 △: Equivalent to 94-V2

Figure 0005527377
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表6〜10に示されるように、上記実施例1〜10で得られたカルボジイミド基含有有機層を有するMg(OH)2粒子、Al(OH)3を配合してなる各実施例の無機−有機複合難燃性組成物は、成形性、物性共に優れた値を示すことがわかる。この場合、実施例21〜30では、硬化物中に高分散状態でMg(OH)2、およびAl(OH)3粒子が充填されているため、極めて高い難燃効果が得られていることがわかる。
一方、各比較例の結果から、無機水酸化物に対するカルボジイミド基を有する有機物が同量含まれていても、無機物表面に化学結合されていないMg(OH)2粒子またはAl(OH)3粒子を配合した組成物では、成形性および物性の向上効果が得られていないことがわかる。
以上の結果から、カルボジイミド基含有有機層を有する無機水酸化物は、高い分散性を有すると同時に、樹脂の配合した場合に、従来問題となっていた物性の低下を抑制することができる。したがって、物性の低下を防止しつつ、難燃性の向上効果を充分に発揮させることが可能となる。本発明の無機−有機複合難燃性組成物は、高い難燃性を有する組成物として、今後、様々な分野での利用が期待されるものである。
As shown in Tables 6 to 10, the inorganic of each example formed by blending Mg (OH) 2 particles having a carbodiimide group-containing organic layer obtained in Examples 1 to 10 and Al (OH) 3 It can be seen that the organic composite flame retardant composition exhibits excellent values for both moldability and physical properties. In this case, in Examples 21 to 30, since the cured product is filled with Mg (OH) 2 and Al (OH) 3 particles in a highly dispersed state, an extremely high flame retardant effect is obtained. Recognize.
On the other hand, from the results of each comparative example, Mg (OH) 2 particles or Al (OH) 3 particles that are not chemically bonded to the inorganic surface even though the same amount of organic substance having a carbodiimide group with respect to the inorganic hydroxide is contained. It can be seen that in the blended composition, the effect of improving moldability and physical properties is not obtained.
From the above results, the inorganic hydroxide having a carbodiimide group-containing organic layer has high dispersibility, and at the same time, can suppress a decrease in physical properties that has been a problem in the past when a resin is blended. Therefore, it is possible to sufficiently exhibit the effect of improving flame retardance while preventing the deterioration of physical properties. The inorganic-organic composite flame retardant composition of the present invention is expected to be used in various fields as a composition having high flame retardancy.

Claims (12)

無機水酸化物と、この無機水酸化物表面に化学結合されたカルボジイミド基含有有機層とを備え、
前記カルボジイミド基含有有機層が、式(1)で示されるカルボジイミド基含有化合物、および式(2)で示されるカルボジイミド基含有化合物の少なくとも1種からなることを特徴とする難燃剤。
(X1m−Z−[A−(R1−N=C=N)n−R1−NCO]l (1)
(X1m−Z−[A−(R1−N=C=N)n−R1−A−Z−(X23l (2)
〔式中、R1は、イソシアネート化合物からの残基を表し、
1およびX2は、互いに独立して水素原子、ハロゲン原子、不飽和構造を含んでいてもよい炭素数1〜20アルキル基、炭素数6〜20アリール基、炭素数7〜20アラルキル基、または炭素数1〜20アルコキシ基を表し、X1およびX2が複数の場合、それらは互いに同一でもそれぞれ異なっていてもよく、
Zは、互いに独立してケイ素原子またはチタン原子を表し、
Aは、イソシアネート基由来の結合を含む2価以上の有機基を表し、
mおよびlは、1〜3、かつ、m+l=4を満たす整数を表し、
nは、1〜100の整数を表す。〕
An inorganic hydroxide and a carbodiimide group-containing organic layer chemically bonded to the surface of the inorganic hydroxide;
The said carbodiimide group containing organic layer consists of at least 1 sort (s) of the carbodiimide group containing compound shown by Formula (1), and the carbodiimide group containing compound shown by Formula (2), The flame retardant characterized by the above-mentioned.
(X 1) m -Z- [A- (R 1 -N = C = N) n -R 1 -NCO] l (1)
(X 1) m -Z- [A- (R 1 -N = C = N) n -R 1 -A-Z- (X 2) 3] l (2)
[Wherein R 1 represents a residue from an isocyanate compound,
X 1 and X 2 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms which may contain an unsaturated structure, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms, Or an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and when X 1 and X 2 are plural, they may be the same as or different from each other;
Z independently represents a silicon atom or a titanium atom,
A represents a divalent or higher valent organic group containing a bond derived from an isocyanate group,
m and l represent an integer satisfying 1 to 3 and m + 1 = 4,
n represents an integer of 1 to 100. ]
分散媒としてテトラヒドロフランを用いたときの、表面未処理無機水酸化物の粒子径分布の標準偏差(A1)と、前記カルボジイミド基含有有機層を備えた無機水酸化物の粒子径分布の標準偏差(A2)が、下記式を満たす請求項1記載の難燃剤。
(A2)/(A1)≦1.0
Standard deviation (A 1 ) of particle size distribution of surface untreated inorganic hydroxide and standard deviation of particle size distribution of inorganic hydroxide provided with carbodiimide group-containing organic layer when tetrahydrofuran is used as a dispersion medium The flame retardant according to claim 1, wherein (A 2 ) satisfies the following formula.
(A 2 ) / (A 1 ) ≦ 1.0
分散媒としてテトラヒドロフランを用いたときの、表面未処理無機水酸化物の体積平均粒子径(M1)と、前記カルボジイミド基含有有機層を備えた無機水酸化物の体積平均粒子径(M2)とが、下記式を満たす請求項1記載の難燃剤。
(M2)/(M1)≦1.0
When tetrahydrofuran is used as a dispersion medium, the volume average particle size (M 1 ) of the surface untreated inorganic hydroxide and the volume average particle size (M 2 ) of the inorganic hydroxide provided with the carbodiimide group-containing organic layer. The flame retardant according to claim 1, wherein:
(M 2 ) / (M 1 ) ≦ 1.0
分散媒としてpH7の水を用いたときの、表面未処理無機水酸化物の粒径分布の標準偏差(A3)と、前記カルボジイミド基含有有機層を備えた無機水酸化物の粒径分布の標準偏差(A4)とが、下記式を満たす請求項1記載の難燃剤。
(A4)/(A3)>1.0
The standard deviation (A 3 ) of the particle size distribution of the surface untreated inorganic hydroxide and the particle size distribution of the inorganic hydroxide provided with the carbodiimide group-containing organic layer when water at pH 7 is used as the dispersion medium. The flame retardant according to claim 1, wherein the standard deviation (A 4 ) satisfies the following formula.
(A 4 ) / (A 3 )> 1.0
分散媒としてpH7の水を用いたときの、表面未処理無機水酸化物の体積平均粒子径(M3)と、前記カルボジイミド基含有有機層を備えた無機水酸化物の体積平均粒子径(M4)とが、下記式を満たす請求項1記載の難燃剤。
(M4)/(M3)>1.0
When water having a pH of 7 is used as a dispersion medium, the volume average particle diameter (M 3 ) of the surface untreated inorganic hydroxide and the volume average particle diameter (M of the inorganic hydroxide provided with the carbodiimide group-containing organic layer) The flame retardant according to claim 1, wherein 4 ) satisfies the following formula.
(M 4 ) / (M 3 )> 1.0
前記式(1)で示されるカルボジイミド基含有化合物の末端イソシアネート基の少なくとも1つが、イソシアネート基と反応性を有する官能基で封止されている請求項1記載の難燃剤。   The flame retardant according to claim 1, wherein at least one of the terminal isocyanate groups of the carbodiimide group-containing compound represented by the formula (1) is sealed with a functional group having reactivity with the isocyanate group. 前記イソシアネート基と反応性を有する官能基が、水酸基、1級もしくは2級アミノ基、カルボキシル基、またはチオール基である請求項6記載の難燃剤。   The flame retardant according to claim 6, wherein the functional group having reactivity with the isocyanate group is a hydroxyl group, a primary or secondary amino group, a carboxyl group, or a thiol group. 前記無機水酸化物が、体積平均粒子径1nm〜100μmの粒子である請求項1〜7のいずれか1項記載の難燃剤。   The flame retardant according to any one of claims 1 to 7, wherein the inorganic hydroxide is a particle having a volume average particle diameter of 1 nm to 100 µm. 前記カルボジイミド基含有有機層が、親油性である請求項1〜8のいずれか1項記載の難燃剤。   The flame retardant according to any one of claims 1 to 8, wherein the carbodiimide group-containing organic layer is lipophilic. 請求項1〜9のいずれか1項記載の難燃剤と、有機樹脂とを含んで構成されることを特徴とする無機−有機複合難燃性組成物。   An inorganic-organic composite flame retardant composition comprising the flame retardant according to any one of claims 1 to 9 and an organic resin. 前記難燃剤が、有機樹脂に対して15質量%以上含まれる請求項10記載の無機−有機複合難燃性組成物。   The inorganic-organic composite flame retardant composition according to claim 10, wherein the flame retardant is contained in an amount of 15% by mass or more based on the organic resin. 当該組成物1g中に含まれる前記難燃剤の総表面積が2000cm2以上である請求項10または11記載の無機−有機複合難燃性組成物。 The inorganic-organic composite flame retardant composition according to claim 10 or 11, wherein a total surface area of the flame retardant contained in 1 g of the composition is 2000 cm 2 or more.
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